JP2019172002A - ステアリングコラム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で、雄ネジ軸部材と雌ネジ部材との螺合部分のガタつきを抑える。【解決手段】アウタコラム５に回転自在に支持される雄ネジ軸部材２５と、リンク部材３９に設けられ、雄ネジ軸部材２５が螺合する雌ネジ部材２７とを備える。雄ネジ軸部材２５の回転により、雌ネジ部材２７と雄ネジ軸部材２５とが相対的に移動し、リンク部材３９がアウタコラム５に対して相対的に揺動する。雌ネジ部材２７は、リンク部材３９に支持される本体部２９と、本体部２９の一方側に設けられる脆弱部３１と、脆弱部３１を間にして本体部２９と反対側に設けられるネジ係合部３３とを有する。アジャストナット７３は、ネジ係合部３３にネジ込まれた状態で、先端部７３ａ１が本体部２９に当接し、脆弱部３１を雄ネジ軸部材２５の軸方向に伸長させる。【選択図】図５

Description

本発明は、ステアリングシャフトの位置調整が可能なステアリングコラム装置に関する。

ステアリングシャフトをジャケット部が回転自在に支持し、ジャケット部を上下方向に揺動させるチルト機構を備えるステアリングコラム装置が知られている（特許文献１）。チルト機構は、電動モータにより雄ネジ軸部材を回転させて、雄ネジ軸部材に螺合する雌ネジ部材が、可動側ケーシングと共に軸方向に移動する。これにより、ジャケット部が上下方向に揺動する。

特開２０１２−２５３２１号公報

雄ネジ軸部材と雌ネジ部材との螺合部分に摺動のための隙間（バックラッシュ）が必要であり、この隙間がステアリングシャフトのガタつきの要因となる。このため上記した従来のステアリングコラム装置は、ガタを抑えるために、雄ネジ軸部材に螺合する二つのナット、二つのナットを雄ネジ軸部材の軸方向に押圧するクサビ部材、クサビ部材が可動側ケーシングから抜けないようにするためのネジ部材及びダブルナットを設けている。このため従来のステアリングコラム装置は、部品点数が多く、構造が複雑化し、製造コストが高くなる傾向にある。

そこで、本発明は、簡素な構成で、雄ネジ軸部材と雌ネジ部材との螺合部分のガタつきを抑えることを目的としている。

本発明は、支持部と可動部とのいずれか一方に回転自在に設けられ、軸方向に沿って雄ネジが形成される雄ネジ軸部材と、前記支持部と前記可動部とのいずれか他方に設けられ、前記雄ネジ軸部材が螺合する雌ネジ部材と、を備え、前記雄ネジ軸部材の回転によって、前記雌ネジ部材と前記雄ネジ軸部材とが相対的に移動し、前記可動部が前記支持部に対して相対的に移動するステアリングコラム装置であって、前記雌ネジ部材は、前記いずれか他方に設けられる本体部と、前記本体部の、前記雄ネジ軸部材の軸方向一方側に設けられる脆弱部と、前記脆弱部を間にして前記本体部と反対側に設けられるネジ係合部と、を有し、前記ネジ係合部に螺合するアジャスト部材が設けられ、前記アジャスト部材は、前記ネジ係合部に螺合した状態で、先端部が前記本体部を押圧し、前記脆弱部を前記雄ネジ軸部材の軸方向に伸長させることを特徴とする。

本発明によれば、雌ネジ部材は、脆弱部が雄ネジ軸部材の軸方向に伸長することで、内面に形成されているネジ山も軸方向に引っ張られ、ネジ山相互間のピッチが拡がる。これにより、雌ネジ部材のネジ山の側面が雄ネジ軸部材のネジ山の側面に押し付けられ、雄ネジ軸部材と雌ネジ部材との螺合部分のガタつきを抑えることができる。ガタつきを抑える際には、雌ネジ部材の本体部に、脆弱部及びネジ係合部を一体的に形成し、追加する部品としてはアジャスト部材のみであるため、部品点数の増加を抑えた簡素な構成である。

本発明の一実施形態に係わるステアリングコラム装置を示す斜視図である。 図１のステアリングコラム装置の分解斜視図である。 図１のステアリングコラム装置の左側面図である。 雄ネジ軸部材周辺の軸方向に沿った断面図である。 雄ネジ軸部材、雌ネジ部材及びアジャストナットの分解斜視図である。 リンク部材の右側下部に雌ネジ部材の本体部が取り付けられた状態を示す正面断面図である。 雄ネジ軸部材と雌ネジ部材との間にガタが発生している状態を示す断面図である。 雄ネジ軸部材と雌ネジ部材との間のガタを抑えた状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１〜図３は、本発明の一実施形態に係わるステアリングコラム装置１を示す。なお、ステアリングコラム装置１は、車体に取り付けた状態で図１中の矢印ＦＲで示す方向が車体前方となる。以下、「前方」は車体前方を示し、「後方」は車体後方を示すものとし、「左右方向」は、車体後方から前方を見た状態で左右方向を示すものとする。

ステアリングコラム装置１は、図示しない車体に取り付けられる車体取付ブラケット３と、車体取付ブラケット３に対し、前端上部の揺動支持部５ａを介して上下方向に揺動自在に支持されるアウタコラム５と、アウタコラム５に対し車体前後方向に移動自在なインナコラム７とを備える。

車体取付ブラケット３は、複数箇所に取付部３ｂ，３ｃ等を備えており、取付部３ｂ，３ｃ等を介して車体に取り付けられる。インナコラム７は、アウタコラム５の後端５ｂから後方へ突出しており、内部にステアリングシャフト９を回転自在に保持している。ステアリングシャフト９の後方側の端部には、図示しないステアリングホイールが取り付けられる。

アウタコラム５は、車体取付ブラケット３に対し、チルト駆動用モータ１１や該モータ１１によって動作するボールネジ機構１３及びリンク機構１５を介して上下方向に揺動する。アウタコラム５が上下方向に揺動する際には、インナコラム７及びステアリングシャフト９も一体となって揺動する。

したがって、ステアリングコラム装置１は、ステアリングホイール（ステアリングシャフト９）が上下方向に揺動自在となる電動チルト機構１７を備えている。ステアリングコラム装置１は、さらにステアリングホイール（ステアリングシャフト９）が、インナコラム７と共に、アウタコラム５に対し前後方向に移動自在となる電動テレスコピック機構１９を備えている。

次に、電動チルト機構１７について詳細に説明する。

チルト駆動用モータ１１には、図２に示す減速機構部２１が一体化して設けられ、減速機構部２１のウォーム２３（図４参照）がウォームホイール２６に噛み合っている。ウォームホイール２６は、雄ネジ軸部材２５の前方側の端部の外周に取り付けられている。雄ネジ軸部材２５は、ウォームホイール２６より後方側の外周部に雄ネジ２５ａが形成されている。したがって、チルト駆動用モータ１１の回転駆動によって、ウォーム２３及びウォームホイール２６を介して雄ネジ軸部材２５が回転する。

図２に示すように、減速機構部２１には前方に向けて突出する取付部２８が形成され、取付部２８には左右方向に貫通する取付孔２８ａが形成されている。一方、図３に示すように、アウタコラム５の下部にはモータ支持部５ｃが形成されている。モータ支持部５ｃの取付孔及び取付部２８の取付孔２８ａに、モータ支持ピン３０を挿入することで、減速機構部２１及びチルト駆動用モータ１１がアウタコラム５に対し左右方向を軸心として回動自在に取り付けられる。この場合、雄ネジ軸部材２５は、支持部としてのアウタコラム５に対して回転自在である。

雄ネジ軸部材２５には、図４、図５に示す雌ネジ部材２７が螺合している。雌ネジ部材２７は、前後方向に長い直方体形状の本体部２９と、本体部２９の前方側に設けられる円筒形状の脆弱部３１と、脆弱部３１を間にして本体部２９と反対側に位置する円筒形状のネジ係合部３３とを備えている。本体部２９、脆弱部３１及びネジ係合部３３は、互いに一体形成され、内部に雌ネジ３５が軸方向に連続して形成されている。脆弱部３１及びネジ係合部３３については後述する。

本体部２９は、左右両側面に、左右両側方に向けて突出する支持軸部２９ａ，２９ｂが形成されている。本体部２９は、図６に示すように、支持軸部２９ａ，２９ｂを介してリンク機構１５の可動部としてのリンク部材３９に支持されている。リンク部材３９は、図２に示すように、左右方向に互いに対向する側板部３９ａ，３９ｂと、側板部３９ａ，３９ｂの下部相互をつなぐ底板部３９ｃとを備え、正面視でほぼＵ字形状となっている。

リンク部材３９は、右側の側板部３９ｂと底板部３９ｃとの境界部分の角部に、内側に凹む凹部３９ｄが形成されている。凹部３９ｄの側壁に右側に開口する支持穴３９ｅが形成され、支持穴３９ｅに支持軸部２９ａが、軸受４１を介して回転自在に支持される。凹部３９ｄの右側開口には、端板４３が取り付けられている。端板４３には左右方向に貫通する支持孔４３ａが形成され、支持孔４３ａに支持軸部２９ｂが、軸受４５を介して回転自在に支持される。なお、軸受４１，４３は、図６では省略している。

図２、図３に示すように、リンク部材３９は、側板部３９ａ，３９ｂが側面視でほぼ逆三角形状となっている。側板部３９ａ，３９ｂの上部における後端角部には、左右方向に貫通する後方貫通孔３９ａ１，３９ｂ１が形成されている。一方、アウタコラム５の後端部付近の左右両側部には、リンク支持穴５ｄがそれぞれ形成されている。側板部３９ａ，３９ｂ相互間にアウタコラム５を配置し、左右一対のリンク支持ピン４７，４９を後方貫通孔３９ａ１，３９ｂ１及び左右のリンク支持穴５ｄに挿入する。このとき、リンク支持ピン４７，４９の外周部に軸受５１，５３がそれぞれ設けられる。

車体取付ブラケット３は、上壁部５５と、上壁部５５の左右両側縁から下方に延びる左右側壁部５７，５９とを備えている。左右側壁部５７，５９の後方側端部付近の取付部３ｂ，３ｃの下部には、リンク揺動中心穴５７ａ，５９ａが形成されている。一方、側板部３９ａ，３９ｂの前端角部には、リンク揺動中心穴５７ａ，５９ａに整合する支持穴３９ａ２，３９ｂ２が形成されている。

図１に示すように、車体取付ブラケット３の左右側壁部５７，５９の後端部分は、リンク部材３９の上部の前端角部の左右方向外側に位置している。すなわち、左右側壁部５７，５９が側板部３９ａ，３９ｂを左右両側から覆っている。この状態で、左右一対のリンク揺動支持ピン６１，６３が、リンク揺動中心穴５７ａ，５９ａ及び支持穴３９ａ２，３９ｂ２に挿入される。このとき、リンク揺動支持ピン６１，６３の外周部に軸受６５，６７がそれぞれ設けられる。

車体取付ブラケット３の左右側壁部５７，５９の前端部付近には、左右方向に貫通するコラム支持孔３ａが形成されている。一方、アウタコラム５の揺動支持部５ａには、左右方向に貫通する貫通孔５ａ１が形成されている。揺動支持部５ａを左右側壁部５７，５９相互間に配置した状態で、揺動支持ピン６９を、スリーブ７１を介してコラム支持孔３ａ及び貫通孔５ａ１に挿入する。これにより、アウタコラム５は、車体取付ブラケット３に対し揺動支持ピン６９を中心として上下方向に揺動する。

上記構成の電動チルト機構１７は、チルト駆動用モータ１１の駆動により雄ネジ軸部材２５が回転し、雌ネジ部材２７が雄ネジ軸部材２５に沿って移動する。雌ネジ部材２７の移動によって、リンク部材３９がリンク揺動支持ピン６１，６３を中心として前後に揺動する。リンク部材３９の前後への揺動に伴って、アウタコラム５が上下に揺動し、ステアリングシャフト９の上下方向の位置が調整される。なお、コラム支持孔３ａは、前後方向に沿って長い長孔であり、スリーブ７１は、コラム支持孔３ａ内を前後方向に移動自在である。これにより、アウタコラム５が上下に揺動する際の回転中心（揺動支持ピン６９）と、リンク回転中心（リンク揺動支持ピン６１，６３）との軌跡差を吸収する。

次に、図５に示す雌ネジ部材２７の脆弱部３１及びネジ係合部３３について説明する。

脆弱部３１は本体部２９の前方側に位置し、ネジ係合部３３は脆弱部３１のさらに前方側に位置している。本体部２９は、支持軸部２９ａ，２９ｂを除いた部分が、図６に示すように、正面視で縦長の長方形状である。脆弱部３１の外径は、本体部２９の正面視での長方形状の縦横のそれぞれの長さよりも小さい。したがって、雄ネジ軸部材２５の軸方向に直交する方向の寸法に関し、脆弱部３１は、支持軸部２９ａ，２９ｂを除く本体部２９よりも小さい。さらに、雄ネジ軸部材２５の軸方向に直交する方向の断面積に関し、脆弱部３１は、支持軸部２９ａ，２９ｂを除く本体部２９よりも小さい。

脆弱部３１には、肉抜き部としての少なくとも一つの円形の肉抜き孔３１ａが形成されている。肉抜き孔３１ａは、脆弱部３１を貫通していてもよく、貫通せずに凹部として形成してもよい。肉抜き孔３１ａは、円形でなくてもよく、例えば長孔形状でもよい。

円筒形状のネジ係合部３３は、円筒形状の脆弱部３１よりも外径が僅かに大きい。ネジ係合部３３の外周部には雄ネジ部３３ａが形成されている。雄ネジ部３３ａには、アジャスト部材としてのアジャストナット７３が螺合している。アジャストナット７３は、円筒部７３ａと六角形状部７３ｂとを備え、内面に雌ネジ部７３ｃが形成されている。雌ネジ部７３ｃをネジ係合部３３の雄ネジ部３３ａに螺合させる際には、円筒部７３ａを六角形状部７３ｂに対し後方側（ネジ込み方向の前方側）として行う。

アジャストナット７３をネジ係合部３３にネジ込むと、図７に示すように、円筒部７３ａの先端部７３ａ１が、本体部２９の脆弱部３１側の端面２９ｃに、当接部７５において当接する。当接後、さらにアジャストナット７３をネジ係合部３３にネジ込むと、先端部７３ａ１が端面２９ｃを押圧する。これにより、当接部７５とネジ締結部７７との間（図７の間隔Ｌ１）で、脆弱部３１が軸方向（図７中で左右方向）に伸長する。ネジ締結部７７は、アジャストナット７３の雌ネジ部７３ｃとネジ係合部３３の雄ネジ部３３ａとが螺合している部分である。

図８は、図７に対して脆弱部３１が軸方向（図７、図８中で左右方向）に伸長した状態を示しており、当接部７５とネジ締結部７７との間の間隔をＬ２で示している（Ｌ１＜Ｌ２）。図８のように脆弱部３１が軸方向に伸長すると、脆弱部３１の内面に形成されている雌ネジ３５も軸方向に伸長する。雌ネジ３５が軸方向に伸長すると、雌ネジ３５のネジ山が軸方向に引っ張られ、軸方向に沿って形成されている複数のネジ山相互の間隔（ピッチ）が拡がる。

図７のように脆弱部３１が軸方向に伸長する前の状態では、雄ネジ軸部材２５の雄ネジ２５ａと雌ネジ部材２７の雌ネジ３５とは、通常のネジ締結状態であり、間隔Ｌ１を含むネジ締結部の全長にわたり、隙間７９が形成されてガタが発生する。

これに対し、図８のように脆弱部３１が軸方向に伸長した状態では、前述したように脆弱部３１の伸長により雌ネジ３５も軸方向に伸長し、雌ネジ３５における複数のネジ山相互の間隔（ピッチ）が拡がる。これにより、図８に示すように、例えば接触部Ｑで、雌ネジ３５の山の左側面が雄ネジ２５ａの山の右側面に接触して押し付け、接触部Ｒで雌ネジ３５の山の右側面が雄ネジ２５ａの山の左側面に接触して押し付ける。その結果、雄ネジ軸部材２５と雌ネジ部材２７とは、軸方向の相対的な移動が規制され、雄ネジ２５ａと雌ネジ３５との間のネジ結合部７７のガタが抑制される。

次に、電動テレスコピック機構１９について説明する。

図１〜図３に示す電動テレスコピック機構１９は、テレスコ駆動用モータ８５や該モータ８５によって動作するボールネジ機構８７等を介して、インナコラム７がステアリングシャフト９と共に、アウタコラム５に対して前後方向に移動する。テレスコ駆動用モータ８５には、減速機構部８９が一体化して設けられている。テレスコ駆動用モータ８５及び減速機構部８９は、図２に示すアウタコラム５の下部に形成された取付支持部５ｅに、支持ピン９１を介して回動自在に支持される。取付支持部５ｅには、左右方向に貫通する取付支持孔５ｆが形成され、取付支持孔５ｆ及びテレスコ駆動用モータ８５側の支持孔に支持ピン９１が挿入される。

減速機構部８９の図示しないウォームが、テレスコ雄ネジ軸部材９３の前方側の端部外周に取り付けられたウォームホイール９５に噛み合う。したがって、テレスコ駆動用モータ８５の回転駆動によって、ウォーム及びウォームホイール９５を介してテレスコ雄ネジ軸部材９３が回転する。テレスコ雄ネジ軸部材９３には、直方体形状のテレスコ雌ネジ部材９７が螺合している。

インナコラム７の下部には、インナコラム７を貫通すると共に筒状部材９９内と連通する貫通孔（不図示）が形成されている。筒状部材９９は、インナコラム７の下部外周面に固定されている。テレスコ雌ネジ部材９７には、上記貫通孔を通ってインナコラム７内に突出するストッパ突起１０３が形成される。筒状部材９９とテレスコ雌ネジ部材９７のストッパ突起１０３との間には、示すブッシュ１０５が配設されている。

上記構成の電動テレスコピック機構１９は、テレスコ駆動用モータ８５の駆動によりテレスコ雄ネジ軸部材９３が回転し、テレスコ雌ネジ部材９７がテレスコ雄ネジ軸部材９３に沿って前後方向に移動する。テレスコ雌ネジ部材９７の前後方向の移動により、インナコラム７がアウタコラム５に対して前後方向に移動し、ステアリングシャフト９の前後方向位置が調整される。

上記した電動テレスコピック機構１９においても、電動チルト機構１７と同様に、テレスコ雌ネジ部材９７に脆弱部及びネジ係合部を一体化させると共に、ネジ係合部に螺合するアジャストナットを設けることで、テレスコ雄ネジ軸部材９３とテレスコ雌ネジ部材９７との間のネジ結合部のガタを抑制できる。

次に、上記した実施形態の作用効果を説明する。

本実施形態は、アウタコラム５に回転自在に設けられ、軸方向に沿って雄ネジ２５ａが形成される雄ネジ軸部材２５と、リンク部材３９に設けられ、雄ネジ軸部材２５が螺合する雌ネジ部材２７と、を備え、雄ネジ軸部材２５の回転によって、雌ネジ部材２７と雄ネジ軸部材２５とが相対的に移動し、リンク部材３９がアウタコラム５に対して相対的に揺動するステアリングコラム装置である。雌ネジ部材２７は、リンク部材３９に設けられる本体部２９と、本体部２９の、雄ネジ軸部材２５の軸方向一方側に設けられる脆弱部３１と、脆弱部３１を間にして本体部２９と反対側に設けられるネジ係合部３３と、を有する。ネジ係合部３３に螺合するアジャストナット７３が設けられ、アジャストナット７３は、ネジ係合部３３にネジ込まれた状態で、先端部７３ａ１が本体部２９を押圧し、脆弱部３１を雄ネジ軸部材２５の軸方向に伸長させる。

脆弱部３１が雄ネジ軸部材２５の軸方向に伸長することで、脆弱部３１における雌ネジ３５の山と山との間隔（ピッチ）が拡がる。雌ネジ３５の山と山との間隔が拡がると、前述したように図８に示す接触部Ｑ，Ｒにおいて、雌ネジ３５の山と雄ネジ２５ａの山とが接触する。これにより、雄ネジ軸部材２５と雌ネジ部材２７との間のネジ結合部のガタを抑制することができる。

上記したガタを抑制する際には、雌ネジ部材２７の本体部２９に、脆弱部３１及びネジ係合部３３を一体的に形成し、追加する部品としてはアジャストナット７３のみである。このため、部品点数の増加を抑えた簡素な構成で、雄ネジ軸部材２５と雌ネジ部材２７との螺合部分のガタつきを抑えることができる。

本実施形態の脆弱部３１は、雄ネジ軸部材２５の軸方向に直交する方向の断面積が、本体部２９の同断面積よりも小さい。このため、脆弱部３１は、本体部２９よりも剛性が低減し、軸方向に引っ張られたときに伸長しやすくなって、雄ネジ軸部材２５と雌ネジ部材２７との螺合部分のガタつきをより確実に抑えることができる。

本実施形態の脆弱部３１は、雄ネジ軸部材２５の軸方向に直交する方向の寸法が、本体部２９の同寸法よりも小さい。このため、脆弱部３１は、本体部２９よりも剛性が低減し、引っ張られたときに伸長しやすくなって、雄ネジ軸部材２５と雌ネジ部材２７との螺合部分のガタつきをより確実に抑えることができる。

本実施形態の脆弱部３１は、肉抜き孔３１ａを備えている。これにより脆弱部３１は、剛性がより低減し、引っ張られたときに伸長しやすくなって、雄ネジ軸部材２５と雌ネジ部材２７との螺合部分のガタつきをより確実に抑えることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含む。

例えば、チルト駆動用モータ１１及び減速機構部２１をリンク部材３９に設け、雌ネジ部材２７をアウタコラム５に設けてもよい。すなわち、雄ネジ軸部材２５は、アウタコラム５とリンク部材３９とのいずれか一方に回転自在に設けられ、雌ネジ部材２７は、アウタコラム５とリンク部材３９とのいずれか他方に設けられる。

電動チルト機構１７は、リンク部材３９を用いずに、雄ネジ軸部材２５と雌ネジ部材２７との相対移動によって、アウタコラム５を車体取付ブラケット３に対して直接上下に揺動させるようにしてもよい。

１ ステアリングコラム装置
５ アウタコラム（支持部）
２５ 雄ネジ軸部材
２５ａ 雄ネジ軸部材の雄ネジ
２７ 雌ネジ部材
２９ 雌ネジ部材の本体部
３１ 雌ネジ部材の脆弱部
３１ａ 肉抜き孔（肉抜き部）
３３ 雌ネジ部材のネジ係合部
３９ リンク部材（可動部）
７３ アジャストナット（アジャスト部材）
７３ａ１ アジャストナットの先端部

Claims (4)

1. 支持部と可動部とのいずれか一方に回転自在に設けられ、軸方向に沿って雄ネジが形成される雄ネジ軸部材と、
   前記支持部と前記可動部とのいずれか他方に設けられ、前記雄ネジ軸部材が螺合する雌ネジ部材と、を備え、
   前記雄ネジ軸部材の回転によって、前記雌ネジ部材と前記雄ネジ軸部材とが相対的に移動し、前記可動部が前記支持部に対して相対的に移動するステアリングコラム装置であって、
   前記雌ネジ部材は、
   前記いずれか他方に設けられる本体部と、
   前記本体部の、前記雄ネジ軸部材の軸方向一方側に設けられる脆弱部と、
   前記脆弱部を間にして前記本体部と反対側に設けられるネジ係合部と、を有し、
   前記ネジ係合部に螺合するアジャスト部材が設けられ、
   前記アジャスト部材は、前記ネジ係合部に螺合した状態で、先端部が前記本体部を押圧し、前記脆弱部を前記雄ネジ軸部材の軸方向に伸長させることを特徴とするステアリングコラム装置。
2. 前記脆弱部は、前記雄ネジ軸部材の軸方向に直交する方向の断面積が、前記本体部よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のステアリングコラム装置。
3. 前記脆弱部は、前記雄ネジ軸部材の軸方向に直交する方向の寸法が、前記本体部よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載のステアリングコラム装置。
4. 前記脆弱部は、肉抜き部を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のステアリングコラム装置。

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