JP2021020549A - ステアリングコラム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡素な構成で、雄ねじ軸部材と雌ねじ部材との螺合部分のガタつきを抑えることができるステアリングコラム装置を提供する。【解決手段】アウタコラム５に回転自在に支持されるねじ軸１３と、インナコラム７に設けられ、ねじ軸１３が螺合する駆動部材とを備える。ねじ軸１３の回転により、駆動部材がねじ軸１３に対して前後に移動し、インナコラム７がアウタコラム５に対して前後に移動する。駆動部材は、二つのナット部１５ａ，１５ｂを互いに接近する方向に弾性変形させた状態で、タップによりねじ切り加工する。ねじ切り加工後のナット部１５ａ，１５ｂにねじ軸１３をねじ込むことで、ナット部１５ａ，１５ｂは、ねじ切り加工時と同様に弾性変形し、ねじ軸１３との間のねじ螺合部のガタが抑制される。【選択図】図２

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ねじ軸部材を回転させて、雄ねじ軸部材に螺合する雌ねじ部材が、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

雄ねじ軸部材と雌ねじ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、雄ねじ軸部材に螺合する二つのナット、二つのナットを雄ねじ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ねじ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、より簡素な構成で、雄ねじ軸部材と雌ねじ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。

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、軸方向に沿って雄ねじが形成される雄ねじ軸部材と、前記支持部と前記可動部とのいずれか他方に設けられ、前記雄ねじ軸部材が螺合する雌ねじ部材と、を備え、前記雄ねじ軸部材の回転によって、前記雌ねじ部材と前記雄ねじ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、前記雌ねじ部材は、前記雄ねじ軸部材の軸方向に沿って設けられる二つのナット部と、前記二つのナット部の一側部同士を連結し、前記支持部と前記可動部とのいずれか他方に取り付けられる連結部と、を備え、前記二つのナット部のうち少なくとも一つは、前記雄ねじ軸部材がねじ込まれた状態で、前記雄ねじ軸部材の軸方向に弾性変形している。

本発明によれば、二つのナット部のうち少なくとも一つは、弾性力によってねじ山が雄ねじ軸部材のねじ山に対して軸方向に押し付けるため、ナット部と雄ねじ軸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、連結部により互いに連結された二つのナット部のうち少なくとも一つが、雄ねじ軸部材がねじ込まれた状態で、雄ねじ軸部材の軸方向に弾性変形する構造のため、部品点数の増加を抑えた簡素な構成で済む。

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右側面図である。 図１のステアリングコラム装置に適用される駆動部材とねじ軸の分解斜視図である。 図２に対して駆動部材及びねじ軸を省略した右側面図である。 第１の実施形態の駆動部材が、タップによりねじ切り加工されている状態を示す断面図である。 図５の駆動部材からタップを外した状態を示す断面図である。 図６の駆動部材にねじ軸をねじ込んだ状態を示す断面図である。 図７のねじ螺合部を拡大した断面図である。 第２の実施形態の駆動部材が、タップによりねじ切り加工されている状態を示す断面図である。 図９の駆動部材からタップを外した状態を示す断面図である。 第３の実施形態として、図７の駆動部材の二つのナット部を接続板により接続固定した断面図である。

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２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、図２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可能なインナコラム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３ａを備えており、取付部３ａを介して車体に取り付けられる。図２に示すように、アウタコラム５の後端５ａは、車体取付ブラケット３の後端３ｂよりもやや後方に位置している。アウタコラム５の後端５ａからインナコラム７が後方へ突出している。

アウタコラム５は、車体取付ブラケット３に対し、図示しないチルト駆動用モータや該モータによって動作する、ボールねじ機構及びリンク機構等を介して上下方向に揺動する。これらモータやリンク機構等は、ステアリングコラム装置１の左側部に設けられている。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及びインナコラム７内に回転自在に挿入されるステアリングシャフト９も一体となって揺動する。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。

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が上下方向に揺動自在となる電動チルト機構を備えている。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が前後方向に移動自在となる電動テレスコピック機構を備えている。以下、電動テレスコピック機構について説明する。

電動テレスコピック機構は、アウタコラム５の右側部に取り付けられる電動アクチュエータとしてのテレスコ駆動用モータ（以下、単に「モータ」とする。）１１を備えている。モータ１１は、減速機構部１２と共にアウタコラム５に取り付けられている。モータ１１によって回転駆動するねじ軸１３は、円筒形状のインナコラム７の軸方向に沿って延長されている。

図３にも示すように、雄ねじ軸部材としてのねじ軸１３は、雌ねじ部材としての駆動部材１５が螺合する雄ねじ部１３ａと、雄ねじ部１３ａに対して前方に位置する軸部１３ｂと、雄ねじ部１３ａと軸部１３ｂとの間に位置するフランジ部１３ｃとを備えている。ねじ軸１３は、軸部１３ｂが支持体１７を介してアウタコラム５に支持されている。

軸部１３ｂは、支持体１７に対して軸方向への移動が規制された状態で、支持体１７に対して回転自在である。減速機構部１２からねじ軸１３への動力伝達は、フレキシブルシャフト１９によってなされる。なお、モータ１１や減速機構部１２の取付位置あるいは形状によっては、フレキシブルシャフト１９を用いずに、軸部１３ｂを減速機構部１２に直接連結することもできる。

駆動部材１５は、例えば樹脂で構成されている。駆動部材１５は、ねじ軸１３の軸方向に沿って間隔をおいて設けられる二つのナット部１５ａ，１５ｂと、二つのナット部１５ａ，１５ｂのねじ軸１３と直交する方向の一方の端部相互を連結する連結部１５ｃと、を備えている。すなわち、連結部１５ｃは、二つのナット部１５ａ，１５ｂの一側部同士を連結している。二つのナット部１５ａ，１５ｂ相互間は、切欠部１５ｄとなっている。連結部１５ｃは、図１に示すようにアウタコラム５側に位置しており、図３に示す前後方向に沿って設けられる二つの突起１５ｅ，１５ｆによってアウタコラム５に取り付けられる。

二つの突起１５ｅ，１５ｆのうち前方の突起１５ｅは、図４に示すように、インナコラム７に形成してある円形の係合孔７ａに係合する。後方の突起１５ｆは、係合孔７ａの後方に隣接してインナコラム７に形成してある長孔７ｂの拡大部７ｂ１に係合する。拡大部７ｂ１の係合孔７ａと反対側には、摺動抵抗部７ｂ２が連続して形成されている。係合孔７ａ及び、拡大部７ｂ１周辺の長孔７ｂに対応する位置のアウタコラム５には、開口部５ｂが形成されている。駆動部材１５は、開口部５ｂを介してインナコラム７に取り付けられる。したがって、モータ１１を駆動し、ねじ軸１３を回転させることで、駆動部材１５がねじ軸１３に沿って前後に移動し、これ伴い可動部としてのインナコラム７が、ステアリングシャフト９とともに、支持部としてのアウタコラム５に対して前後に移動する。

上記した突起１５ｅ，１５ｆと長孔７ｂとの係合構造は、車両が前後方向に衝突したときの二次衝突による衝撃を吸収するためものである。すなわち、車両が前後方向に衝突し、インナコラム７が前方に向けて衝撃荷重を受けたときに、係合孔７ａ及び長孔７ｂを備えるインナコラム７が、突起１５ｅ，１５ｆを備える駆動部材１５に対して前方へ移動して衝撃を吸収する。

次に、第１の実施形態に係わる駆動部材１５について説明する。

駆動部材１５は、図５に示すように、二つのナット部１５ａ，１５ｂをねじ軸１３の軸方向に沿って互いに接近する方向に弾性変形させた状態で、タップ２１によってねじ切り加工されている。ナット部１５ａ，１５ｂを弾性変形させる作業は、例えば、連結部１５ｃを図５中の紙面両側から、または、左右両側から挟持固定する固定具により固定した状態で、図５中で左右両側からナット部１５ａ，１５ｂが互いに接近する方向に、押付治具等によって押し付ける。

図６は、ねじ切り加工後に、タップ２１を外し、かつ二つのナット部１５ａ，１５ｂに対する押し付け作業を解除した状態の駆動部材１５を示す。すなわち、図６に示す駆動部材１５は、図５の弾性変形した状態から元の弾性変形していない状態に戻っている。

図６の駆動部材１５は、ナット部１５ａ，１５ｂのそれぞれのねじ孔１５ａｈ，１５ｂｈの中心線をａｓ，ｂｓとすると、中心線ａｓと中心線ｂｓとが非平行である。すなわち、中心線ａｓと中心線ｂｓとは、互いに平行ではなく、同一直線状に位置していない。具体的には、各中心線ａｓ，ｂｓは、切欠部１５ｄ側が、ナット部１５ａ，１５ｂを間にして切欠部１５ｄと反対側よりも、連結部１５ｃから離れる側（図６中で上側）に位置するように、図６中で左右方向の水平線に対して傾斜している。

なお、図５及び後述する図７のナット部１５ａ，１５ｂの弾性変形量、図６の中心線ａｓ，ｂｓの水平線に対する傾斜角度は、理解しやすくするために、誇張して多少大きくしてあり、実際には目視で判別できないほど僅かである。後で説明する第２、第３の実施形態においても同様に、弾性変形量及び傾斜角度を誇張して大きくしてある。また、図５、図７に示す二つのナット部１５ａ，１５ｂの弾性変形量は同等としてあるが、多少異なっていてもよい。したがって、図６の中心線ａｓ，ｂｓの水平線に対する傾斜角度も異なっていてもよい。

図３に示す駆動部材１５は、図６に示す駆動部材１５に対応している。図３に示す駆動部材１５のねじ孔１５ａｈ，１５ｂｈに、ねじ軸１３の雄ねじ部１３ａをねじ込むと、二つのナット部１５ａ，１５ｂは、図７で示すように互いに接近する方向に弾性変形する。図７のように弾性変形した駆動部材１５は、二つのナット部１５ａ，１５ｂが互いに離反する方向に戻ろうとする。すなわち、図７中で右側のナット部１５ａは、ねじ軸１３に対し右側に向けて押し付ける力が作用し、図７中で左側のナット部１５ｂは、ねじ軸１３に対し左側に向けて押し付ける力が作用する。

これにより、図７のねじ螺合部を拡大した図８に示すように、右側のナット部１５ａは、ねじ孔１５ａｈのねじ山が、雄ねじ部１３ａのねじ山に対し接触部Ｐにて接触し、かつ接触部Ｐにおいて矢印Ｆ１で示す右方向に押し付ける。逆に、左側のナット部１５ｂは、ねじ孔１５ｂｈのねじ山が、雄ねじ部１３ａのねじ山に対し接触部Ｑにて接触し、かつ接触部Ｑにおいて、矢印Ｆ２で示す左方向に押し付ける。その結果、ねじ軸１３と駆動部材１５のナット部１５ａ，１５ｂとは、軸方向の相対的な移動が規制され、相互間のねじ螺合部のガタが抑制されてステアリングシャフト９のガタつきを抑制できる。

このように、第１の実施形態では、二つのナット部１５ａ，１５ｂのそれぞれのねじ山がねじ軸１３のねじ山に対し、互いに離反する逆方向に押し付けるため、ナット部１５ａ，１５ｂとねじ軸１３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、連結部１５ｃにより互いに連結された二つのナット部１５ａ，１５ｂが、ねじ軸１３がねじ込まれた状態で、ねじ軸１３の軸方向に弾性変形する構造のため、部品点数の増加を抑えた簡素な構成で済む。

第１の実施形態の二つのナット部１５ａ，１５ｂは、互いに接近する方向に弾性変形した状態で、ねじ切り加工されている。この場合、ねじ切り加工は、図５に示すように、二つのナット部１５ａ，１５ｂに対し、タップ２１を用いて一度の加工で容易に行える。

図９、図１０は、第２の実施形態に係わる駆動部材１５Ａを示す。

第２の実施形態の駆動部材１５Ａは、図９に示すように、二つのナット部１５ａ，１５ｂの弾性変形させる方向が、第１の実施形態の駆動部材１５と逆である。すなわち、図９の二つのナット部１５ａ，１５ｂは、互いに離反する方向に弾性変形させた状態で、ねじ切り加工している。

駆動部材１５Ａは、ナット部１５ａ，１５ｂのそれぞれのねじ孔１５ａｈ，１５ｂｈの中心線をａｓ，ｂｓとすると、駆動部材１５と同様に、中心線ａｓと中心線ｂｓとが非平行である。すなわち、中心線ａｓと中心線ｂｓとは、互いに平行ではなく、同一直線状に位置していない。具体的には、各中心線ａｓ，ｂｓは、切欠部１５ｄ側が、ナット部１５ａ，１５ｂを間にして切欠部１５ｄと反対側よりも、連結部１５ｃに接近する方向（図１０中で下方）に位置するように、図１０中で左右方向の水平線に対して傾斜している。

第２の実施形態において、図１０に示す駆動部材１５Ａに対し、ねじ軸１３をねじ込むと、二つのナット部１５ａ，１５ｂは図９と同様に弾性変形する。この場合、二つのナット部１５ａ，１５ｂのねじ山は、それぞれ図８とは逆方向に向けて雄ねじ部１３ａのねじ山に押し付けるようにして接触する。すなわち、右側のナット部１５ａのねじ山は、雄ねじ部１３ａのねじ山に対し左方向に押し付ける。逆に、左側のナット部１５ｂのねじ山は、雄ねじ部１３ａのねじ山に対し右方向に押し付ける。その結果、ねじ軸１３と駆動部材１５Ａのナット部１５ａ，１５ｂとは、軸方向の相対的な移動が規制され、相互間のねじ螺合部のガタが抑制されてステアリングシャフト９のガタつきを抑制できる。

第２の実施形態の二つのナット部１５ａ，１５ｂは、互いに離反する方向に弾性変形した状態で、ねじ切り加工されている。この場合、ねじ切り加工は、図９に示すように、二つのナット部１５ａ，１５ｂに対し、タップ２１を用いて一度の加工で容易に行える。

図１１は、第３の実施形態を示す。第３の実施形態は、図７のように駆動部材１５にねじ軸１３をねじ込んだ状態で、二つのナット部１５ａ，１５ｂの連結部１５ｃと反対側の端部に、接続部材としての接続板２３を、締結具としてのボルト２７，２９により個別に締結固定している。二つのナット部１５ａ，１５ｂは、接続板２３を固定した状態では、弾性変形したままである。

二つのナット部１５ａ，１５ｂを連結部１５ｃとは異なる位置で接続固定することで、駆動部材１５全体の剛性が高まり、分割されている二つのナット部１５ａ，１５ｂの変形を抑えることができ、ステアリングシャフト９のガタつきをより確実に抑制できる。その際、二つのナット部１５ａ，１５ｂに対し、接続板２３を用いてボルト２７，２９によって個別に締結固定することで、ナット部１５ａ，１５ｂの変形をより確実に抑えることができる。

二つのナット部１５ａ，１５ｂを接続板２３により接続固定する構造は、図５〜図８に示した第１の実施形態及び、図９、図１０に示した第２の実施形態に適用できる。

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、インナコラム７にねじ軸１３を設け、アウタコラム５に駆動部材１５，１５Ａを設けてもよい。すなわち、ねじ軸１３は、アウタコラム５とインナコラム７とのいずれか一方に回転自在に設けられ、駆動部材１５，１５Ａは、アウタコラム５とインナコラム７とのいずれか他方に設けられる。

図６に示すようなねじ孔１５ａｈ，１５ｂｈを形成する作業として、図５のように、二つのナット部１５ａ，１５ｂを弾性変形させずに、図６の状態のまま、タップを中心線ａｈ，ｂｈに沿って進行させてねじ切りしてもよい。この場合、タップによるねじ切り作業は、ナット部１５ａ，１５ｂに対し、切欠部１５ｄと反対側からそれぞれ別々に行う。図９のねじ切り作業についても、ナット部１５ａ，１５ｂを弾性変形させずに行ってもよい。

上記した実施形態では、二つのナット部１５ａ，１５ｂに関し、互いに接近する方向または離反する方向に弾性変形させているが、同一方向に弾性変形させてもよい。同一方向に弾性変形させる場合には、弾性変形量が同じでも異なっていてもよい。二つのナット部１５ａ，１５ｂのうち少なくとも一つのナット部のみを弾性変形させてもよい。

５ アウタコラム（支持部）
７ インナコラム（可動部）
１３ ねじ軸（雄ねじ軸部材）
１５，１５Ａ 駆動部材（雌ねじ部材）
１５ａ，１５ｂ 駆動部材のナット部
１５ｃ 駆動部材の連結部
ａｓ，ｂｓ ねじ孔の中心線
２３ 接続板（接続部材）
２７，２９ ボルト（締結具）

Claims (7)

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、軸方向に沿って雄ねじが形成される雄ねじ軸部材と、
   前記支持部と前記可動部とのいずれか他方に設けられ、前記雄ねじ軸部材が螺合する雌ねじ部材と、を備え、
   前記雄ねじ軸部材の回転によって、前記雌ねじ部材と前記雄ねじ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、
   前記雌ねじ部材は、前記雄ねじ軸部材の軸方向に沿って設けられる二つのナット部と、前記二つのナット部の一側部同士を連結し、前記支持部と前記可動部とのいずれか他方に取り付けられる連結部と、を備え、
   前記二つのナット部のうち少なくとも一つは、前記雄ねじ軸部材がねじ込まれた状態で、前記雄ねじ軸部材の軸方向に弾性変形していることを特徴とするステアリングコラム装置。
2. 前記二つのナット部は、前記雄ねじ軸部材がねじ込まれた状態で、互いに接近する方向に弾性変形している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. 前記二つのナット部は、互いに接近する方向に弾性変形した状態で、ねじ切り加工されていることを特徴とする請求項２に記載のステアリングコラム装置。
4. 前記二つのナット部は、前記雄ねじ軸部材がねじ込まれた状態で、互いに離反する方向に弾性変形している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。
5. 前記二つのナット部は、互いに離反する方向に弾性変形した状態で、ねじ切り加工されていることを特徴とする請求項４に記載のステアリングコラム装置。
6. 前記二つのナット部は、前記連結部とは異なる位置で、弾性変形した状態で互いに接続固定されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のステアリングコラム装置。
7. 前記二つのナット部は、前記連結部と反対側の端部に接続部材が設けられ、前記接続部材は、締結具によって前記二つのナット部に個別に締結固定されていることを特徴とする請求項６に記載のステアリングコラム装置。

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