JP2013226875A - 車両のステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チルト機構の螺子軸とナット部材との間のガタの防止を、少ない部品点数で安価に実現し得るステアリング装置を提供する。
【解決手段】メインハウジングに車体後方側端部を揺動可能に支持しモータ駆動によって回転する螺子軸６２と、この螺子軸に螺合する雌螺子部５１を有し、螺子軸の回転に応じて軸方向移動するナット部材５０を備える。このナット部材は、螺子軸の軸心から放射状に複数のスリットが形成されると共に、スリットを含む外周面が雌螺子部の開口端に向かって縮径されたテーパ状の締付部５１ｘを有し、この締付部を螺子軸の軸心方向に付勢するように、付勢部材（Ｃ字状ホルダ７０）を締付部に保持する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のステアリング装置に関し、特に、車体に対しステアリングコラムを揺動可能に支持しステアリングホイールの操作位置を調整し得るステアリング装置に係る。

上記ステアリング装置において、ステアリングホイールの操作位置を調整し得る機構として、車体前後方向の操作位置を調整し得るテレスコピック機構と、車体上下方向の操作位置を調整し得るチルト機構が用いられているが、特にチルト機構においては、螺子軸とナット部材との間のガタを防止し、円滑な摺動性を確保することが肝要である。例えば下記の特許文献１には、シャフト（螺子軸）とスライダ（ナット部材）で構成されるスライダ機構に関し、「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」が提案され、「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。」と記載されると共に、「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。」と記載されている。

また、下記の特許文献２には、「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、前記雄ネジ部と噛み合うとともに、駆動対象と連動する第１ナット及び第２ナットと、前記第１ナットと前記第２ナットとを一体化し相対回転を禁止する固定機構と、前記第１ナットと前記第２ナットとの間に狭持された弾性体と、を有し、前記固定機構は脱着可能であり、前記第１ナットと前記第２ナットとを相対回転させることにより、前記弾性体の前記第１ナット及び第２ナットへの付勢力を調整可能とするチルトスライダ機構」が提案され、「弾性体の付勢力により、第１ナットと第２ナットは、シャフトの雄ネジ面に対し、互いに逆向きへ押し付けられ、その結果、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」と記載されている。

特開２０００−２８０９１６号公報 特開２０００−０８５５９２号公報

上記特許文献１に記載のチルト機構においては、付勢部材（ばね）や押し付け部材等が必要となり、部品点数や組付工数が多く、組付時に付勢力の調整が必要となるので、組付コストが大となる。また、上記特許文献２に記載の装置においても第２ナットや固定機構が必要となり、部品点数や組付工数が多く、しかも、第１ナットと第２ナットとを相対回転させることにより、弾性体の第１ナット及び第２ナットへの付勢力を調整することとしているので、組付コストが大となる。

そこで、本発明は、少なくとも車体上下方向のステアリングホイール操作位置を調整し得る車両のステアリング装置において、その駆動機構を構成する螺子軸とナット部材との間のガタの防止を、少ない部品点数で安価に実現し得るステアリング装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、車体に対し前方側端部を揺動中心として揺動可能に支持するメインハウジングと、該メインハウジングに収容し軸方向移動可能に支持する可動コラム部材と、前記メインハウジングの車体後方側端部を前記車体に対して上下方向に移動可能に支持した状態で前記車体に固定する固定ブラケットと、該固定ブラケットに一端を支持するリンク機構と、該リンク機構の他端に連結する駆動機構を備え、該駆動機構によって前記リンク機構を介して前記メインハウジングを揺動し、前記可動コラム部材に連結するステアリングホイールの少なくとも上下方向の操作位置を調整し得る車両のステアリング装置において、前記駆動機構が、前記メインハウジングに車体後方側端部を揺動可能に支持しモータ駆動によって回転する螺子軸と、該螺子軸に螺合し当該螺子軸の回転に応じて当該螺子軸の駆動部側と自由端側との間を軸方向移動する雌螺子部を有し、前記リンク機構に連結するナット部材であって、前記螺子軸の自由端側に位置する前記雌螺子部の開口端から所定距離に亘り、前記螺子軸の軸心から放射状に複数のスリットが形成されると共に、該複数のスリットを含む外周面が前記雌螺子部の開口端に向かって縮径されたテーパ状の締付部を有するナット部材と、該ナット部材の締付部を前記螺子軸の軸心方向に付勢するように当該ナット部材に保持する付勢部材とを備えることとしたものである。

上記のステアリング装置において、前記ナット部材は、前記締付部のテーパ状外周面に形成された雄螺子部を有するものとし、前記付勢部材は、前記雄螺子部に係合するＣ字状の弾性部材で構成し、該弾性部材の弾性力によって前記締付部を前記螺子軸の軸心方向に付勢するように構成するとよい。

あるいは、前記ナット部材は、前記締付部のテーパ状外周面に形成された雄螺子部を有するものとし、前記付勢部材は、前記雄螺子部に螺合するテーパ状の雌螺子部を有する環状ホルダで構成し、該環状ホルダを回転駆動して前記締付部を前記螺子軸の軸心方向に付勢するように構成してもよい。

また、前記ナット部材は、前記締付部のテーパ状外周面に形成された爪部を有するものとし、前記付勢部材は、前記締付部の爪部に係合するテーパ状の爪部を有する環状ホルダで構成し、該環状ホルダの爪部を前記締付部の爪部に係合した状態で前記締付部を前記螺子軸の軸心方向に付勢するように構成してもよい。尚、上記締付部及び環状ホルダに形成される爪部は、複数の環状爪の先端がテーパ状に並設されて成る。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明のステアリング装置においては、メインハウジングを揺動する駆動機構が、メインハウジングに車体後方側端部を揺動可能に支持しモータ駆動によって回転する螺子軸と、この螺子軸に螺合し当該螺子軸の回転に応じて軸方向移動する雌螺子部を有し、リンク機構に連結するナット部材であって、螺子軸の自由端側に位置する雌螺子部の開口端から所定距離に亘り、螺子軸の軸心から放射状に複数のスリットが形成されると共に、これらのスリットを含む外周面が雌螺子部の開口端に向かって縮径されたテーパ状の締付部を有するナット部材と、このナット部材の締付部を螺子軸の軸心方向に付勢するようにナット部材に保持する付勢部材とを備えたものであり、付勢部材の付勢力によってナット部材の締付部が螺子軸を直接押圧することとしているので、従来に比し少ない部品点数で螺子軸とナット部材との間のガタを防止することができ、安価な装置を提供することができる。

例えば、ナット部材は、締付部のテーパ状外周面に形成された雄螺子部を有するものとし、付勢部材は、雄螺子部に係合するＣ字状の弾性部材で構成し、この弾性部材の弾性力によって締付部を螺子軸の軸心方向に付勢するように構成すれば、簡単な構成で容易にナット部材に組み付けることができ、安定した状態でこれを保持することができる。

あるいは、ナット部材は、締付部のテーパ状外周面に形成された雄螺子部を有するものとし、付勢部材は、雄螺子部に螺合するテーパ状の雌螺子部を有する環状ホルダで構成し、この環状ホルダを回転駆動して締付部を螺子軸の軸心方向に付勢するように構成すれば、容易にナット部材に装着し、安定した状態でこれを保持することができる。仮に、経年変化により螺子軸とナット部材との間にガタが生じた場合には、環状ホルダを回転駆動して増し締めを行えば容易に再調整することができる。

また、ナット部材は、締付部のテーパ状外周面に形成された爪部を有するものとし、付勢部材は、締付部の爪部に係合するテーパ状の爪部を有する環状ホルダで構成し、該環状ホルダの爪部を締付部の爪部に係合させて締付部を螺子軸の軸心方向に付勢するように構成すれば、容易にナット部材に装着し、確実にこれを保持することができる。

本発明の一実施形態に係るステアリング装置を示す側面図である。 本発明の一実施形態において、ナット部材に螺子軸を組み付けると共にＣ字状ホルダを組み付ける状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態において、螺子軸にナット部材及びＣ字状ホルダを装着した状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態において、ナット部材にＣ字状ホルダを装着した状態を示す正面図である。 本発明の他の実施形態において、螺子軸にナット部材及び環状ホルダを装着した状態を示す断面図である。 本発明の更に他の実施形態において、ナット部材に螺子軸を組み付けると共に環状ホルダを組み付ける状態を示す斜視図である。 本発明の更に他の実施形態において、螺子軸にナット部材及び環状ホルダを装着した状態を示す断面図である。

以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るステアリング装置の全体構成を示すもので、本実施形態においては、ステアリングシャフト１は、後端部にステアリングホイール（図示せず）が接続される筒状のアッパシャフト１ａと、このアッパシャフト１ａの前端部とスプライン結合されるロアシャフト１ｂから成る。即ち、アッパシャフト１ａとロアシャフト１ｂが軸方向に相対移動可能に連結されており、ロアシャフト１ｂの前端部が転舵機構（図示せず）に接続されている。この転舵機構はステアリングホイールの操作に応じて駆動されて車輪操舵機構（図示せず）を介して操舵輪（図示せず）を転舵するように構成されている。

そして、ステアリングシャフト１と同軸にメインハウジング１０が配置され、車体（図示せず）に対する揺動中心Ｃ回りに揺動可能に支持されると共に、固定ブラケット３０に保持される。この固定ブラケット３０は、車両の下方に延出して対向する一対の保持部（代表して３１で表す）を有し、これらの間にメインハウジング１０が保持され、図１の上方で車体に固定される。更に、固定ブラケット３０の一対の保持部３１とメインハウジング１０との間に、夫々押圧機構（図示せず）が介装され、これによってメインハウジング１０が摺動自在に押圧支持される。

メインハウジング１０内には、可動コラム部材２０が軸方向に移動可能、即ち、車体前後方向に移動可能に支持されている。この可動コラム部材２０として、ステアリングシャフト１を収容し軸を中心に回転可能に支持する金属製のインナチューブ２１と、このインナチューブ２１を収容し常時はインナチューブ２１を所定位置に保持する金属製のアウタチューブ２２が設けられており、インナチューブ２１はアッパチューブとも呼ばれ、アウタチューブ２２はロアチューブとも呼ばれる。アッパシャフト１ａは、インナチューブ２１の後端部に軸受（図示せず）を介して回転可能に支持されるが、アッパシャフト１ａとインナチューブ２１との間の軸方向相対移動は規制され、アッパシャフト１ａとインナチューブ２１は一体となって軸方向移動し得るように構成されている。

而して、メインハウジング１０に対し、アウタチューブ２２、インナチューブ２１、ステアリングシャフト１及びステアリングホイール（図示せず）が一体となって軸方向に移動可能とされてテレスコピック機構２が構成され、これにより、ステアリングホイールを所望の車体前後方向位置に調整することができる。更に、ステアリングシャフト１に対し所定値以上の荷重が印加されたときには、アウタチューブ２２に対するインナチューブ２１の軸方向相対移動（ひいてはアッパシャフト１ａの軸方向移動）を許容するように構成されており、本実施形態のインナチューブ２１及びアウタチューブ２２は、両者間に介装される環状の摩擦材（例えば、金属製弾性ブッシュ）等と共に、エネルギー吸収手段として機能する。

一方、固定ブラケット３０には、リンク機構４の一端が支持され、その他端が駆動機構５に連結されており、駆動機構５は可動コラム部材２０に揺動可能に支持されている。この駆動機構５によって、リンク機構４を介して可動コラム部材２０が車体に対して揺動可能とされてチルト機構３が構成され、これにより、ステアリングホイールを所望の車体上下方向位置に調整することができる。本実施形態のリンク機構４は、図１に示すように、固定ブラケット３０の下方に、第１のリンク（一対のリンク部材４１で構成される）の上端部がピボット軸Ｐ１を中心に回転可能に支持され、その下端部が、第２のリンク（リンク部材４２で構成される）の後方上端部にピボット軸Ｐ２を中心に回転可能に支持されている。

第２のリンクを構成するリンク部材４２はベルクランク状に形成されており、一対の腕部（図示せず）の間にメインハウジング１０が挟持される形で、メインハウジング１０の下方にピボット軸Ｐ３を中心に回転可能に支持され、第２のリンク（リンク部材４２）の一対の脚部（図示せず）の間にナット部材５０が挟持される形で、リンク部材４２がピボット軸Ｐ４を中心に回転可能に支持されている。このナット部材５０は螺子軸６２等と共に駆動機構５を構成し、チルト機構３の駆動源に供されるもので、チルトナットあるいはチルトスライダとも呼ばれる。尚、リンク部材４１、４２、駆動機構５、可動コラム部材２０及びメインハウジング１０はピボットピン（符号省略）の圧入又はピボット螺子（符号省略）の螺合によって連結されており、ピボット軸Ｐ１及びＰ５はピボットピンで構成され、ピボット軸Ｐ２及びＰ３はピボット螺子で構成されているが、本実施形態のピボット軸Ｐ４はナット部材５０で構成されている。

而して、電動モータ６０による螺子軸６２の回転駆動に応じて、ナット部材５０が螺子軸６２の軸方向に移動すると、第２のリンク（リンク部材４２）がピボット軸Ｐ３を中心に揺動すると共に、第１のリンク（リンク部材４１）がピボット軸Ｐ１を中心に揺動し、メインハウジング１０（並びに、アウタチューブ２２、インナチューブ２１、アッパシャフト１ａ及びステアリングホイール）が車体上下方向に移動するように構成されている。尚、本実施形態においては、電動モータ６０の出力軸と螺子軸６２との間に減速機構（図示せず）が介装されており、電動モータ６０の出力が適切に減速されて螺子軸６２に伝達される。

本実施形態のナット部材５０は、図２に示すように、台形螺子で構成された螺子軸６２に螺合する雌螺子部５１と、上記のピボット軸Ｐ４として機能するピボット軸部５２を有し、合成樹脂にて平面視十字形状に形成されている。更に、ナット部材５０の雌螺子部５１と螺子軸６２との間の螺合に起因するガタを防止するため、本実施形態の雌螺子部５１には、螺子軸６２の自由端側に位置する開口端から所定距離に亘って、螺子軸６２の軸心から放射状に四つのスリット５１ａ、５１ｂ、５１ｃ及び５１ｄが形成されている。尚、複数のスリットであればよく、四つに限定されるものではない。更に、これらのスリット５１ａ乃至５１ｄを含む外周面が雌螺子部５１の開口端に向かって縮径されてテーパ状の締付部５１ｘが形成されており、締付部５１ｘのテーパ状外周面には雄螺子部が形成されている（図２では螺子溝の記載を省略）。

更に、ナット部材５０の締付部５１ｘを螺子軸６２の軸心方向に付勢するように、付勢部材たるＣ字状ホルダ７０がナット部材５０に保持される。本実施形態のＣ字状ホルダ７０は、ばね材料によってＣ字状に形成された弾性部材であり、図３及び図４に示すように組付けられたときに、Ｃ字状ホルダ７０が発生する弾性力によって、ナット部材５０の締付部５１ｘが螺子軸６２の軸心方向に適切な荷重で付勢されるように構成されているので、螺子軸６２とナット部材５０との間のガタを確実に防止することができる。

次に、上記の構成になるナット部材５０の雌螺子部５１に螺子軸６２を螺合すると共に、Ｃ字状ホルダ７０をナット部材５０に装着するときの組付手順について説明する。先ず、ナット部材５０の雌螺子部５１内の螺子溝に螺子軸６２を螺合させ、螺子軸６２を回転させながら雌螺子部５１内に挿入する。次に、Ｃ字状ホルダ７０をナット部材５０の締付部５１ｘに装着すると、締付部５１ｘは螺子軸６２の軸心方向に付勢され、締付部５１ｘによって螺子軸６２が直接押圧される。このように、付勢部材たるＣ字状ホルダ７０の組み付けに関しては、Ｃ字状ホルダ７０をナット部材５０に装着するだけでよく、従前の組付作業や調整は不要であるので、組付工数やコストを低減することができる。

図５は本発明の他の実施形態に係るナット部材及び付勢部材を示すもので、ナット部材５０は、上記と同様、締付部５１ｘのテーパ状外周面に雄螺子部が形成されており、付勢部材として、本実施形態では環状ホルダ８０が用いられ、ナット部材５０に保持されている。環状ホルダ８０は、その内面に、締付部５１ｘの雄螺子部に螺合するテーパ状の雌螺子部が形成されており、環状ホルダ８０を回転駆動することによって締付部５１ｘを螺子軸６２の軸心方向に付勢するように構成されている。

而して、螺子軸６２をナット部材５０の雌螺子部５１内に挿入した後に、環状ホルダ８０をナット部材５０の締付部５１ｘに装着すると、締付部５１ｘは螺子軸６２の軸心方向に付勢され、締付部５１ｘによって螺子軸６２が直接押圧されるので、従前の組付作業や調整は不要であり、組付工数やコストを低減することができる。更に、本実施形態においては、仮に、経年変化により螺子軸６２とナット部材５０との間にガタが生じた場合でも、環状ホルダ８０を回転駆動して増し締めを行えば容易に再調整することができる。

図６及び図７は本発明の更に他の実施形態に係るナット部材及び付勢部材を示すもので、本実施形態のナット部材５０ｙは、締付部５１ｙのテーパ状外周面に形成された爪部を有し、本実施形態の付勢部材として環状ホルダ９０が用いられる。環状ホルダ９０の基本構成は図５に示す環状ホルダ８０と同様であるが、その内面には、環状ホルダ８０の雌螺子部に代えて、締付部５１ｙの爪部に係合するテーパ状の爪部が形成されている。尚、締付部５１ｙの外周面及び環状ホルダ９０の内周面に形成される上記の爪部は、複数の環状爪の先端がテーパ状に並設されて成るものであり、必ずしも螺旋状に形成する必要はない。而して、締付部５１ｙは螺子軸６２の軸心方向に適切な荷重で付勢されるので、螺子軸６２とナット部材５０との間のガタを確実に防止することができる。しかも、締付部５１ｙに対し環状ホルダ９０は爪部の係合によって確実に保持状態が維持される。

１ ステアリングシャフト
３ チルト機構
４ リンク機構
５ 駆動機構
１０ メインハウジング
２０ 可動コラム部材
３０ 固定ブラケット
５０ ナット部材
５１ 雌螺子部
５１ｘ，５１ｙ 締付部
５２ ピボット軸部
６０ 電動モータ
６２ 螺子軸
７０ Ｃ字状ホルダ（付勢部材）
８０，９０ 環状ホルダ（付勢部材）

Claims (4)

1. 車体に対し前方側端部を揺動中心として揺動可能に支持するメインハウジングと、該メインハウジングに収容し軸方向移動可能に支持する可動コラム部材と、前記メインハウジングの車体後方側端部を前記車体に対して上下方向に移動可能に支持した状態で前記車体に固定する固定ブラケットと、該固定ブラケットに一端を支持するリンク機構と、該リンク機構の他端に連結する駆動機構を備え、該駆動機構によって前記リンク機構を介して前記メインハウジングを揺動し、前記可動コラム部材に連結するステアリングホイールの少なくとも上下方向の操作位置を調整し得る車両のステアリング装置において、前記駆動機構が、前記メインハウジングに車体後方側端部を揺動可能に支持しモータ駆動によって回転する螺子軸と、該螺子軸に螺合し当該螺子軸の回転に応じて当該螺子軸の駆動部側と自由端側との間を軸方向移動する雌螺子部を有し、前記リンク機構に連結するナット部材であって、前記螺子軸の自由端側に位置する前記雌螺子部の開口端から所定距離に亘り、前記螺子軸の軸心から放射状に複数のスリットが形成されると共に、該複数のスリットを含む外周面が前記雌螺子部の開口端に向かって縮径されたテーパ状の締付部を有するナット部材と、該ナット部材の締付部を前記螺子軸の軸心方向に付勢するように当該ナット部材に保持する付勢部材とを備えたことを特徴とする車両のステアリング装置。
2. 前記ナット部材は、前記締付部のテーパ状外周面に形成された雄螺子部を有し、前記付勢部材は、前記雄螺子部に係合するＣ字状の弾性部材で構成し、該弾性部材の弾性力によって前記締付部を前記螺子軸の軸心方向に付勢するように構成したことを特徴とする請求項１記載の車両のステアリング装置。
3. 前記ナット部材は、前記締付部のテーパ状外周面に形成された雄螺子部を有し、前記付勢部材は、前記雄螺子部に螺合するテーパ状の雌螺子部を有する環状ホルダで構成し、該環状ホルダを回転駆動して前記締付部を前記螺子軸の軸心方向に付勢するように構成したことを特徴とする請求項１記載の車両のステアリング装置。
4. 前記ナット部材は、前記締付部のテーパ状外周面に形成された爪部を有し、前記付勢部材は、前記締付部の爪部に係合するテーパ状の爪部を有する環状ホルダで構成し、該環状ホルダの爪部を前記締付部の爪部に係合した状態で前記締付部を前記螺子軸の軸心方向に付勢するように構成したことを特徴とする請求項１記載の車両のステアリング装置。

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