JP3437781B2 - Ultrasonic motor and steering device - Google Patents

Ultrasonic motor and steering device

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JP3437781B2
JP3437781B2 JP06170999A JP6170999A JP3437781B2 JP 3437781 B2 JP3437781 B2 JP 3437781B2 JP 06170999 A JP06170999 A JP 06170999A JP 6170999 A JP6170999 A JP 6170999A JP 3437781 B2 JP3437781 B2 JP 3437781B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波モータの回
転軸の支持構造及び超音波モータを駆動源として、例え
ばステアリングコラムをチルト作動させるステアリング
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure for supporting a rotary shaft of an ultrasonic motor and a steering device that tilts, for example, a steering column using the ultrasonic motor as a drive source.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、車両に搭載される各種アクチュエ
ータの駆動源、例えばステアリングコラムをチルト作動
させるアクチュエータの駆動源として超音波モータが利
用されているものがある。
2. Description of the Related Art In recent years, an ultrasonic motor has been used as a drive source for various actuators mounted on a vehicle, for example, a drive source for an actuator that tilts a steering column.

【0003】図14は、チルト機構を備えた従来のステ
アリング装置50を示す。車体51の一部に固定された
固定ブラケット52には、ステアリングコラム53が回
動軸54にて上下方向に回動(傾動)可能に支持され
る。固定ブラケット52及びステアリングコラム53は
略円筒形であって、該コラム53の傾動とともに屈曲可
能なステアリングシャフト55が挿通され回転可能に支
持される。ステアリングコラム53の上端から突出する
ステアリングシャフト55には、ステアリングホイール
56が固定される。ステアリングホイール56は、固定
ブラケット52に対してステアリングコラム53ととも
に傾動可能である。
FIG. 14 shows a conventional steering device 50 having a tilt mechanism. The steering column 53 is supported by a fixed bracket 52 fixed to a part of the vehicle body 51 so as to be vertically rotatable (tilted) by a rotating shaft 54. The fixed bracket 52 and the steering column 53 have a substantially cylindrical shape, and a steering shaft 55 that is bendable as the column 53 tilts is inserted and rotatably supported. A steering wheel 56 is fixed to a steering shaft 55 protruding from the upper end of the steering column 53. The steering wheel 56 can be tilted together with the steering column 53 with respect to the fixed bracket 52.

【0004】ステアリングコラム53の下面側には一対
の取付片53aが備えられ、該取付片53aにはチルト
駆動用の超音波モータ1が上下方向に回動可能に支持さ
れる。超音波モータ1の回転軸6には、その外周面にね
じ溝が形成されたウォーム部6aが一体に形成される。
A pair of mounting pieces 53a is provided on the lower surface side of the steering column 53, and the ultrasonic motor 1 for tilt driving is supported by the mounting pieces 53a so as to be vertically rotatable. The rotary shaft 6 of the ultrasonic motor 1 is integrally formed with a worm portion 6a having a thread groove formed on the outer peripheral surface thereof.

【0005】一方、固定ブラケット52の下面側には一
対の取付片52aを備え、取付片52aにはナット部材
57が上下方向に傾動可能に支持される。ナット部材5
7は、前記超音波モータ1よりのびる回転軸6のウォー
ム部6aと螺合する。そして、前記超音波モータ1の作
動により回転軸6が正逆回転すると、ウォーム部6a及
びナット部材57によってステアリングコラム53(ス
テアリングホイール56)が上下方向に傾動する。この
ようにして、ステアリングホイール56の位置が超音波
モータ1の作動により調整される。
On the other hand, a pair of mounting pieces 52a is provided on the lower surface side of the fixed bracket 52, and a nut member 57 is supported on the mounting piece 52a so as to be vertically tiltable. Nut member 5
7 is screwed with the worm portion 6a of the rotary shaft 6 extending from the ultrasonic motor 1. When the rotary shaft 6 rotates forward and backward by the operation of the ultrasonic motor 1, the steering column 53 (steering wheel 56) tilts in the vertical direction by the worm portion 6a and the nut member 57. In this way, the position of the steering wheel 56 is adjusted by the operation of the ultrasonic motor 1.

【0006】図11は、その超音波モータ1の断面図を
示す。超音波モータ1のハウジング2は基台3とカバー
4とから構成される。基台3にはボールベアリング5の
アウタレース5aが固着される。ボールベアリング5の
インナレース5bは回転軸6に固着される。前記カバー
4にはすべり軸受7が固着される。そして、回転軸6は
前記ウォーム部6aを備え、ボールベアリング5とすべ
り軸受7によってハウジング2に対して回転可能に支持
される。
FIG. 11 shows a sectional view of the ultrasonic motor 1. The housing 2 of the ultrasonic motor 1 is composed of a base 3 and a cover 4. The outer race 5a of the ball bearing 5 is fixed to the base 3. The inner race 5b of the ball bearing 5 is fixed to the rotary shaft 6. A slide bearing 7 is fixed to the cover 4. The rotary shaft 6 includes the worm portion 6a and is rotatably supported by the ball bearing 5 and the slide bearing 7 with respect to the housing 2.

【0007】前記基台3にはステータ8がネジ9で固定
される。ステータ8の外周部には、後述するロータ13
に振動を伝達する振動伝達部8aが形成されている。振
動伝達部8aにおけるステータ8の外周部下面にはベー
スリング10が固着され、ベースリング10の下面には
圧電素子11が固着される。
A stator 8 is fixed to the base 3 with screws 9. A rotor 13 to be described later is provided on the outer peripheral portion of the stator 8.
A vibration transmission portion 8a is formed to transmit the vibration to. The base ring 10 is fixed to the lower surface of the outer peripheral portion of the stator 8 in the vibration transmitting portion 8a, and the piezoelectric element 11 is fixed to the lower surface of the base ring 10.

【0008】前記ステータ8の上面には、前記振動伝達
部8aに当接するライニング材12を備えたロータ13
が配設される。ロータ13は、回転軸6に対して軸方向
移動可能に、かつ相対回転不能に連結される。ロータ1
3の上面は、皿バネ14とプレート15とからなる加圧
付勢部材16により加圧される。即ち、皿バネ14を弾
性変形させた状態で、前記プレート15が回転軸6に対
して回転不能に、かつサークリップ17によりそれ以上
図11において上動不能に連結される。このようにし
て、皿バネ14の弾性力によって、ロータ13は前記ス
テータ8に所定の圧接力で圧接される。因みに、この形
態では、ステータ8に対するロータ13の圧接力は、2
8[kgf]に設定されている。
On the upper surface of the stator 8, a rotor 13 provided with a lining material 12 that abuts against the vibration transmitting portion 8a.
Is provided. The rotor 13 is coupled to the rotating shaft 6 so as to be movable in the axial direction and not relatively rotatable. Rotor 1
The upper surface of 3 is pressed by a pressure urging member 16 including a disc spring 14 and a plate 15. That is, in a state where the disc spring 14 is elastically deformed, the plate 15 is connected to the rotation shaft 6 so as not to rotate and further circlip 17 so as not to move upward in FIG. In this manner, the elastic force of the disc spring 14 causes the rotor 13 to be pressed against the stator 8 with a predetermined pressing force. Incidentally, in this embodiment, the pressure contact force of the rotor 13 with respect to the stator 8 is 2
It is set to 8 [kgf].

【0009】このとき、前記回転軸6は、皿バネ14の
弾性力によって上方(図11においてA矢印方向)に2
8[kgf]の付勢力で付勢される。そのため、図12
(a)にその詳細を示すように、ボールベアリング5の
性質上、アウタレース5aとインナレース5bとが相対
的に僅かにずれるため、回転軸6は上端位置に位置して
いる。
At this time, the rotating shaft 6 is moved upward (in the direction of arrow A in FIG. 11) by the elastic force of the disc spring 14.
It is urged with an urging force of 8 [kgf]. Therefore, FIG.
As shown in detail in (a), since the outer race 5a and the inner race 5b are relatively slightly deviated from each other due to the nature of the ball bearing 5, the rotary shaft 6 is located at the upper end position.

【0010】このように構成された超音波モータ1で
は、圧電素子11に高周波駆動電圧が印加されると該圧
電素子11が振動し、圧電素子11の振動がベースリン
グ10を介してステータ8の振動伝達部8aにおいて進
行波振動に変換される。そして、この進行波振動に基づ
いてロータ13が回転し、回転軸6が回転するようにな
っている。このような回転軸6の回転が上記したステア
リングコラム53のチルト作動に利用されている。
In the ultrasonic motor 1 configured as described above, when a high frequency drive voltage is applied to the piezoelectric element 11, the piezoelectric element 11 vibrates, and the vibration of the piezoelectric element 11 passes through the base ring 10 to the stator 8. It is converted into traveling wave vibration in the vibration transmitting portion 8a. Then, the rotor 13 rotates based on this traveling wave vibration, and the rotating shaft 6 rotates. Such rotation of the rotary shaft 6 is utilized for the tilt operation of the steering column 53 described above.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところが、ステアリン
グコラム53には、車両の振動や運転者の荷重等による
外力が作用する。このとき、該コラム53をチルト作動
させる前記モータ1の回転軸6には大きな荷重(この場
合、ナット部材57によって生じる反力)がかかること
になる。
However, an external force is applied to the steering column 53 due to the vibration of the vehicle, the load of the driver, or the like. At this time, a large load (in this case, a reaction force generated by the nut member 57) is applied to the rotary shaft 6 of the motor 1 that tilts the column 53.

【0012】このように回転軸6に荷重がかかり、特に
ステアリングホイール56を下げる等して図11及び図
14においてB矢印方向に荷重(反力)がかかると、そ
の荷重が直接皿バネ14に作用して該皿バネ14を更に
弾性変形させてしまう。すると、ステータ8に対するロ
ータ13の圧接力が変化し、ロータ13の回転特性が変
化してしまう。このため、ステアリングコラム53のチ
ルト作動がスムーズに作動せず、運転者に不快感を与え
るおそれがある。
When the load is applied to the rotary shaft 6 in this manner, particularly when the steering wheel 56 is lowered and the load (reaction force) is applied in the direction of arrow B in FIGS. 11 and 14, the load is directly applied to the disc spring 14. This causes the disc spring 14 to be further elastically deformed. Then, the pressure contact force of the rotor 13 with respect to the stator 8 changes, and the rotation characteristics of the rotor 13 change. For this reason, the tilting operation of the steering column 53 does not operate smoothly, which may cause a driver discomfort.

【0013】更に、図13に示すように、前記回転軸6
にかかる荷重が皿バネ14の弾性力(ロータ13の圧接
力)を超える、即ちその荷重が28[kgf]を超える
と、図12(b)に示すようにアウタレース5aとイン
ナレース5bとが相対的にずれ、回転軸6が下端位置
(ガタ変位量が最大値lmax )まで変位してしまう。つ
まり、この回転軸6の変位がステアリングコラム53の
がたつきとなり、上記と同様に運転者に不快感を与える
おそれがある。
Further, as shown in FIG. 13, the rotary shaft 6
When the load applied to the outer race 5a exceeds the elastic force of the disc spring 14 (pressure contact force of the rotor 13), that is, when the load exceeds 28 [kgf], the outer race 5a and the inner race 5b are relatively opposed to each other as shown in FIG. 12 (b). And the rotary shaft 6 is displaced to the lower end position (the backlash displacement amount is the maximum value lmax). That is, the displacement of the rotary shaft 6 causes the steering column 53 to rattle, which may cause the driver to feel uncomfortable as in the above case.

【0014】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、第1の目的は、回転軸にかかる軸
方向の荷重によるロータの回転特性の変化と、同荷重に
よる回転軸のがたつきをともに抑制することができる超
音波モータを提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to change the rotational characteristics of a rotor due to an axial load applied to a rotating shaft and the rotating shaft due to the same load. An object of the present invention is to provide an ultrasonic motor capable of suppressing rattling.

【0015】又、第2の目的は、超音波モータを駆動源
としたステアリング装置において、運転者に与える不快
感を抑制することができるステアリング装置を提供する
ことにある。
A second object of the present invention is to provide a steering device using an ultrasonic motor as a drive source, which can suppress discomfort to the driver.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、圧電素子を取り付けたス
テータに対して、ハウジングに回転可能に支持される回
転軸に連結されたロータを、該回転軸に係合する加圧付
勢部材の付勢力に基づいて圧接させて、該圧電素子の駆
動に基づいてロータを回転させ、回転軸を回転させる超
音波モータにおいて、前記加圧付勢部材の付勢力によっ
て前記回転軸が付勢される方向と同方向に該回転軸を付
勢し、回転軸に対して前記方向とは反対方向にかかる荷
重を吸収する軸付勢部材を備えた。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is connected to a rotating shaft rotatably supported by a housing, with respect to a stator having a piezoelectric element attached thereto. In the ultrasonic motor for rotating the rotating shaft by rotating the rotor by pressing the rotor based on the urging force of the pressure urging member engaging with the rotating shaft, the rotor is rotated based on the driving of the piezoelectric element. A shaft biasing member that biases the rotary shaft in the same direction as the direction in which the rotary shaft is biased by the biasing force of the pressure biasing member, and absorbs a load applied to the rotary shaft in a direction opposite to the direction. Equipped with.

【0017】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の超音波モータにおいて、前記回転軸には、軸方向にの
び、かつ前記軸付勢部材を収容する収容凹部を形成し
た。請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の超音波
モータにおいて、前記軸付勢部材は、前記回転軸に付勢
力を付与する弾性部材と、前記弾性部材を弾性変形させ
る規制部材とを備え、前記規制部材に当接して弾性部材
を弾性変形させた状態で前記ハウジングに固定されるプ
レートを備えた。
According to a second aspect of the present invention, in the ultrasonic motor according to the first aspect, the rotary shaft is formed with an accommodating recess extending in the axial direction and accommodating the shaft biasing member. According to a third aspect of the present invention, in the ultrasonic motor according to the second aspect, the shaft urging member includes an elastic member that applies an urging force to the rotating shaft, and a regulating member that elastically deforms the elastic member. And a plate fixed to the housing in a state in which the elastic member is elastically deformed by coming into contact with the restriction member.

【0018】請求項4に記載の発明は、車体に固定され
た固定ブラケットに対して上下方向に傾動可能に支持さ
れたステアリングコラムを備え、ウォーム部を有する回
転軸を回転させる駆動源を固定ブラケット又はステアリ
ングコラムのいずれか一方側に取着し、回転軸の回転運
動を往復直線運動に変換すべくウォーム部に螺合するナ
ット部材をその他方側に取着して、駆動源の駆動により
ステアリングコラムを固定ブラケットに対して傾動させ
るステアリング装置であって、前記駆動源は、圧電素子
を取り付けたステータに対して、ハウジングに回転可能
に支持される回転軸に連結されたロータを、該回転軸に
係合する加圧付勢部材の付勢力に基づいて圧接させて、
該圧電素子の駆動に基づいてロータを回転させ、回転軸
を回転させる超音波モータであって、前記加圧付勢部材
の付勢力によって前記回転軸が付勢される方向と同方向
に該回転軸を付勢し、回転軸に対して前記方向とは反対
方向にかかる荷重を吸収する軸付勢部材を備えた。
According to a fourth aspect of the present invention, a fixed bracket is provided with a drive source for rotating a rotary shaft having a worm portion, the steering column being supported by a fixed bracket fixed to a vehicle body so as to be tiltable in the vertical direction. Alternatively, a nut member that is attached to either side of the steering column and that is screwed into the worm portion in order to convert the rotational movement of the rotary shaft into a reciprocating linear movement is attached to the other side, and the steering is driven by the drive source. A steering device for tilting a column with respect to a fixed bracket, wherein the drive source includes a rotor connected to a rotation shaft rotatably supported by a housing with respect to a stator having a piezoelectric element mounted thereon. Is pressed against the urging force of the pressure urging member engaging with
An ultrasonic motor that rotates a rotor based on driving of the piezoelectric element to rotate a rotating shaft, the rotating motor rotating in the same direction as the direction in which the rotating shaft is biased by the biasing force of the pressure biasing member. A shaft urging member for urging the shaft and absorbing a load applied to the rotation shaft in a direction opposite to the above direction is provided.

【0019】請求項5に記載の発明は、請求項4に記載
のステアリング装置において、前記軸付勢部材を、前記
超音波モータに一体に組み付けた。請求項6に記載の発
明は、請求項4に記載のステアリング装置において、前
記軸付勢部材を、前記ナット部材と前記超音波モータの
ハウジングとの間に介在させた。
According to a fifth aspect of the present invention, in the steering device according to the fourth aspect, the shaft urging member is integrally assembled with the ultrasonic motor. According to a sixth aspect of the present invention, in the steering device according to the fourth aspect, the shaft biasing member is interposed between the nut member and the housing of the ultrasonic motor.

【0020】請求項7に記載の発明は、請求項4に記載
のステアリング装置において、前記軸付勢部材を、前記
固定ブラケットと前記ステアリングコラムとの間に介在
させた。
According to a seventh aspect of the present invention, in the steering device according to the fourth aspect, the shaft urging member is interposed between the fixed bracket and the steering column.

【0021】請求項8に記載の発明は、車体に固定され
た固定ブラケットに対して上下方向に傾動可能に支持さ
れたステアリングコラムを備え、ウォーム部を有する回
転軸を回転させる駆動源を固定ブラケット又はステアリ
ングコラムのいずれか一方側に取着し、回転軸の回転運
動を往復直線運動に変換すべくウォーム部に螺合するナ
ット部材をその他方側に取着して、駆動源の駆動により
ステアリングコラムを固定ブラケットに対して傾動させ
るステアリング装置であって、前記駆動源は、圧電素子
を取り付けたステータに対して、ハウジングに回転可能
に支持される回転軸に連結されたロータを、該回転軸に
係合する加圧付勢部材の付勢力に基づいて圧接させて、
該圧電素子の駆動に基づいてロータを回転させ、回転軸
を回転させる超音波モータであって、前記傾動する部材
の自重により前記回転軸に作用する荷重の方向と、前記
加圧付勢部材の付勢力によって前記回転軸が付勢される
方向とが同方向となるように前記超音波モータを配置し
た。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a steering column which is supported so as to be vertically tiltable with respect to a fixed bracket fixed to the vehicle body, and a drive source for rotating a rotary shaft having a worm portion is fixed bracket. Alternatively, a nut member that is attached to either side of the steering column and that is screwed into the worm portion in order to convert the rotational movement of the rotary shaft into a reciprocating linear movement is attached to the other side, and the steering is driven by the drive source. A steering device for tilting a column with respect to a fixed bracket, wherein the drive source includes a rotor connected to a rotation shaft rotatably supported by a housing with respect to a stator having a piezoelectric element mounted thereon. Is pressed against the urging force of the pressure urging member engaging with
An ultrasonic motor that rotates a rotor based on driving of the piezoelectric element and rotates a rotating shaft, wherein a direction of a load that acts on the rotating shaft by the weight of the tilting member and a pressure urging member. The ultrasonic motor is arranged so that the direction in which the rotating shaft is biased by the biasing force is the same direction.

【0022】従って、請求項1に記載の発明によれば、
軸付勢部材は、ステータにロータを圧接させる加圧付勢
部材の付勢力によって回転軸が付勢される方向と同方向
に該回転軸を付勢し、回転軸に対して前記方向とは反対
方向にかかる荷重を吸収する。従って、回転軸に対して
加圧付勢部材にてステータにロータを圧接する方向と同
方向に荷重がかかっても、軸付勢部材がその荷重を吸収
するので、ステータに対するロータの圧接力が大きく変
化しない。その結果、ロータの回転特性の変化を抑制す
ることができる。しかも、回転軸にかかる荷重が、加圧
付勢部材の付勢力と軸付勢部材の付勢力を加算した付勢
力を超えたとき、回転軸ががたつく。従って、回転軸が
がたつく荷重が高くなるので、そのがたつきが発生する
頻度が激減する。その結果、回転軸のがたつきを抑制す
ることができる。
Therefore, according to the invention of claim 1,
The shaft urging member urges the rotation shaft in the same direction as the direction in which the rotation shaft is urged by the urging force of the pressure urging member that presses the rotor against the stator. It absorbs the load applied in the opposite direction. Therefore, even if a load is applied to the rotating shaft in the same direction as the pressing biasing member presses the rotor onto the stator, the shaft biasing member absorbs the load, so that the pressing force of the rotor against the stator is reduced. Does not change significantly. As a result, changes in the rotation characteristics of the rotor can be suppressed. Moreover, when the load applied to the rotating shaft exceeds the urging force obtained by adding the urging force of the pressure urging member and the urging force of the shaft urging member, the rotating shaft rattles. Therefore, the load of rattling of the rotating shaft is increased, and the frequency of rattling is drastically reduced. As a result, rattling of the rotating shaft can be suppressed.

【0023】請求項2に記載の発明によれば、回転軸に
は、軸方向にのび、かつ軸付勢部材を収容する収容凹部
が形成される。従って、軸付勢部材は収容凹部に収容さ
れるので、モータの軸方向への大型化を防止することが
できる。
According to the second aspect of the present invention, the rotary shaft is provided with a housing recess extending in the axial direction and housing the shaft biasing member. Therefore, the shaft biasing member is housed in the housing recess, so that it is possible to prevent the motor from becoming large in the axial direction.

【0024】請求項3に記載の発明によれば、軸付勢部
材には、回転軸に付勢力を付与する弾性部材と、弾性部
材を弾性変形させる規制部材とが備えられる。そして、
プレートは、規制部材に当接して弾性部材を弾性変形さ
せた状態でハウジングに固定される。従って、プレート
により軸付勢部材を構成する弾性部材と規制部材とをモ
ータに対して容易に組み付けることができる。
According to the third aspect of the present invention, the shaft urging member is provided with the elastic member for applying the urging force to the rotating shaft and the regulating member for elastically deforming the elastic member. And
The plate is fixed to the housing in a state in which the elastic member is elastically deformed by abutting the regulating member. Therefore, the elastic member that constitutes the shaft urging member and the regulating member can be easily assembled to the motor by the plate.

【0025】請求項4に記載の発明によれば、軸付勢部
材は、ステータにロータを圧接させる加圧付勢部材の付
勢力によって回転軸が付勢される方向と同方向に該回転
軸を付勢し、回転軸に対して前記方向とは反対方向にか
かる荷重を吸収する。従って、回転軸に対して加圧付勢
部材にてステータにロータを圧接する方向と同方向に荷
重がかかっても、軸付勢部材がその荷重を吸収するの
で、ステータに対するロータの圧接力が大きく変化しな
い。その結果、ロータの回転特性の変化を抑制すること
ができるので、ステアリングコラムのチルト作動がスム
ーズに作動するようになる。しかも、回転軸にかかる荷
重が、加圧付勢部材の付勢力と軸付勢部材の付勢力を加
算した付勢力を超えたとき、回転軸ががたつく。従っ
て、回転軸ががたつく荷重が高くなるので、そのがたつ
きが発生する頻度が激減する。その結果、回転軸のがた
つきを抑制することができるので、ステアリングコラム
のがたつきを抑制できる。このようなことにより、運転
者に与える不快感を抑制することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the shaft urging member is arranged in the same direction as the direction in which the rotating shaft is urged by the urging force of the pressure urging member for pressing the rotor against the stator. To absorb the load applied to the rotation shaft in the direction opposite to the above direction. Therefore, even if a load is applied to the rotating shaft in the same direction as the pressing biasing member presses the rotor onto the stator, the shaft biasing member absorbs the load, so that the pressing force of the rotor against the stator is reduced. Does not change significantly. As a result, changes in the rotation characteristics of the rotor can be suppressed, and the tilting operation of the steering column can be operated smoothly. Moreover, when the load applied to the rotating shaft exceeds the urging force obtained by adding the urging force of the pressure urging member and the urging force of the shaft urging member, the rotating shaft rattles. Therefore, the load of rattling of the rotating shaft is increased, and the frequency of rattling is drastically reduced. As a result, rattling of the rotary shaft can be suppressed, and rattling of the steering column can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable.

【0026】請求項5に記載の発明によれば、軸付勢部
材は超音波モータに一体に組み付けられるので、ステア
リング装置の組み立て作業を簡単にすることができる。
請求項6に記載の発明によれば、軸付勢部材はナット部
材と超音波モータのハウジングとの間に介在されるの
で、軸付勢部材を後付によりステアリング装置に組み付
けることができる。
According to the fifth aspect of the invention, the shaft urging member is integrally assembled with the ultrasonic motor, so that the assembling work of the steering device can be simplified.
According to the invention of claim 6, the shaft urging member is interposed between the nut member and the housing of the ultrasonic motor, so that the shaft urging member can be retrofitted to the steering device.

【0027】請求項7に記載の発明によれば、軸付勢部
材は固定ブラケットとステアリングコラムとの間に介在
されるので、軸付勢部材を後付によりステアリング装置
に組み付けることができる。
According to the seventh aspect of the invention, since the shaft urging member is interposed between the fixed bracket and the steering column, the shaft urging member can be retrofitted to the steering device.

【0028】請求項8に記載の発明によれば、超音波モ
ータは、ステアリングコラム等の傾動する部材の自重に
より回転軸に作用する荷重の方向と、加圧付勢部材の付
勢力によって回転軸が付勢される方向とが同方向となる
ように配置されてステアリング装置に組み付けられる。
このようにすれば、加圧付勢部材の付勢力に抗してステ
ータに対するロータの圧接力を変化させる荷重や、回転
軸をがたつかせたりする荷重が小さくなる。従って、余
分な部品を必要とすることなく超音波モータの配置する
向きを適切にするだけで、該モータの回転軸にかかる軸
方向の荷重によるロータの回転特性の変化と、同荷重に
よる回転軸のがたつきをともに抑制することができる。
その結果、運転者に与える不快感を抑制することができ
る。
According to the eighth aspect of the invention, in the ultrasonic motor, the rotating shaft is rotated by the direction of the load acting on the rotating shaft by the own weight of the tilting member such as the steering column and the urging force of the pressure urging member. The steering device is installed so that the direction in which the force is applied is the same direction.
With this configuration, the load that changes the pressure contact force of the rotor against the stator against the urging force of the pressure urging member and the load that rattles the rotating shaft are reduced. Therefore, by simply arranging the orientation of the ultrasonic motor appropriately without requiring extra parts, the change in the rotation characteristics of the rotor due to the axial load applied to the rotary shaft of the motor and the rotation shaft due to the same load The rattling can be suppressed together.
As a result, the driver's discomfort can be suppressed.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、本発
明を具体化した第1の実施の形態を図1〜図5に従って
説明する。尚、説明の便宜上、図11〜図14の従来例
と同様の構成については同一の符号を付してその説明を
一部省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. For convenience of explanation, the same components as those in the conventional example shown in FIGS. 11 to 14 are designated by the same reference numerals, and the description thereof is partially omitted.

【0030】図1は、本実施の形態の超音波モータ20
の断面図を示す。この超音波モータ20は、図5に示す
車両のステアリング装置50aに備えられ、そのステア
リングコラム53をチルト作動させるアクチュエータの
駆動源として利用される。そして、この形態の超音波モ
ータ20は、回転軸の支持構造に特徴がある。
FIG. 1 shows an ultrasonic motor 20 according to this embodiment.
FIG. The ultrasonic motor 20 is provided in the steering device 50a of the vehicle shown in FIG. 5, and is used as a drive source of an actuator that tilts the steering column 53. The ultrasonic motor 20 of this embodiment is characterized by the support structure of the rotating shaft.

【0031】詳述すると、回転軸21にはボールベアリ
ング5のインナレース5bが固着され、該回転軸21は
ボールベアリング5とすべり軸受7によってハウジング
2に対して回転可能に支持される。又、図5に示すよう
に、この回転軸21には、ナット部材57と螺合するウ
ォーム部21aを備えている。
More specifically, the inner race 5b of the ball bearing 5 is fixed to the rotary shaft 21, and the rotary shaft 21 is rotatably supported with respect to the housing 2 by the ball bearing 5 and the slide bearing 7. Further, as shown in FIG. 5, the rotary shaft 21 is provided with a worm portion 21a that is screwed into the nut member 57.

【0032】回転軸21の下部には、その下端から軸方
向にのびる水平断面円形状の収容凹部21aが形成され
る。収容凹部21aには、図1〜図3に示すようにコイ
ルバネ22、カラー23、及びスラストチップ24から
なる軸付勢部材25が収容される。因みに、この形態で
は、コイルバネ22及びカラー23は鉄製であって、ス
ラストチップ24はポリイミド系樹脂製である。
An accommodating recess 21a having a circular horizontal cross section is formed in the lower part of the rotary shaft 21 and extends axially from the lower end thereof. As shown in FIGS. 1 to 3, a shaft biasing member 25 including a coil spring 22, a collar 23, and a thrust tip 24 is housed in the housing recess 21a. Incidentally, in this embodiment, the coil spring 22 and the collar 23 are made of iron, and the thrust tip 24 is made of polyimide resin.

【0033】コイルバネ22は、収容凹部21aの内周
面にほぼ当接する径で形成される。カラー23は、収容
凹部21aの開口面積とほぼ同じ面積で円盤状に形成さ
れ、コイルバネ22が収容凹部21aに挿入された後に
挿入される。又、カラー23には、軸方向にのびる円形
の取付孔23aが形成される。スラストチップ24は、
軸方向にのびる四角柱状の連結凸部24aと、円盤状の
摺接部24bとが連結されて構成されている。スラスト
チップ24は、その連結凸部24aがカラー23の取付
孔23aに圧入され、該カラー23に固着される。
The coil spring 22 is formed to have a diameter that substantially abuts the inner peripheral surface of the accommodation recess 21a. The collar 23 is formed in a disk shape with an area substantially the same as the opening area of the accommodation recess 21a, and is inserted after the coil spring 22 is inserted into the accommodation recess 21a. Further, the collar 23 is formed with a circular mounting hole 23a extending in the axial direction. The thrust tip 24 is
It is configured by connecting a quadrangular prism-shaped connecting convex portion 24a extending in the axial direction and a disc-shaped sliding contact portion 24b. The thrust tip 24 is press-fitted into the mounting hole 23 a of the collar 23 at the connecting convex portion 24 a, and is fixed to the collar 23.

【0034】基台3には、その底部(回転軸21の収容
凹部21aの開口)を覆うプレート26がネジ27にて
固定される。因みに、この形態では、プレート26は鉄
製である。プレート26は、前記スラストチップ24の
摺接部24bが当接する。
A plate 26 covering the bottom of the base 3 (the opening of the housing recess 21a of the rotary shaft 21) is fixed by a screw 27. Incidentally, in this form, the plate 26 is made of iron. The plate 26 is in contact with the sliding contact portion 24b of the thrust tip 24.

【0035】プレート26は、スラストチップ24の摺
接部24bに当接して前記コイルバネ22を弾性変形さ
せた状態で前記基台3に固定される。そして、弾性変形
されたコイルバネ22は、回転軸21を上方(図1にお
いてA矢印方向)に付勢する。因みに、この形態では、
コイルバネ22による付勢力は、15[kgf]に設定
されている。
The plate 26 is fixed to the base 3 in a state where it abuts the sliding contact portion 24b of the thrust tip 24 and elastically deforms the coil spring 22. Then, the elastically deformed coil spring 22 biases the rotating shaft 21 upward (in the direction of arrow A in FIG. 1). By the way, in this form,
The biasing force of the coil spring 22 is set to 15 [kgf].

【0036】又、コイルバネ22と収容凹部21aの底
面21bとの間と、コイルバネ22とカラー23との間
には摩擦力が作用するため、軸付勢部材25が回転軸2
1とともに回転する。そのため、図2に示すようにスラ
ストチップ24の摺接部24bとプレート26との間に
は摩擦力を低減するためのグリス28が塗布される。因
みに、この形態では、グリス28はリチウム石鹸と鉱油
を混合したものである。
Further, since a frictional force acts between the coil spring 22 and the bottom surface 21b of the housing recess 21a and between the coil spring 22 and the collar 23, the shaft urging member 25 causes the rotary shaft 2 to rotate.
Rotate with 1. Therefore, as shown in FIG. 2, grease 28 for reducing the frictional force is applied between the sliding contact portion 24b of the thrust tip 24 and the plate 26. Incidentally, in this form, the grease 28 is a mixture of lithium soap and mineral oil.

【0037】前記回転軸21には、ステータ8に圧接さ
れるロータ13が軸方向移動可能に、かつ相対回転不能
に連結される。ロータ13は、皿バネ14の弾性力によ
ってステータ8に所定の圧接力で圧接される。因みに、
この形態では、従来と同様にステータ8に対するロータ
13の圧接力が28[kgf]に設定されている。
A rotor 13, which is in pressure contact with the stator 8, is connected to the rotary shaft 21 so as to be axially movable and relatively non-rotatable. The rotor 13 is pressed against the stator 8 with a predetermined pressing force by the elastic force of the disc spring 14. By the way,
In this embodiment, the pressure contact force of the rotor 13 with respect to the stator 8 is set to 28 [kgf] as in the conventional case.

【0038】このとき、前記回転軸21は、皿バネ14
の弾性力とコイルバネ22の弾性力によって上方(図1
においてA矢印方向)に43[kgf](=28[kg
f]+15[kgf])の付勢力で付勢される。
At this time, the rotary shaft 21 has the disc spring 14
Of the coil spring 22 and the elastic force of the coil spring 22 (see FIG.
43 [kgf] (= 28 [kg
f] +15 [kgf]).

【0039】このように構成された超音波モータ20で
は、従来と同様に圧電素子11に高周波駆動電圧が印加
されるとロータ13が回転し、回転軸21が回転して、
ステアリングコラム53のチルト作動が行われる。
In the ultrasonic motor 20 configured as described above, when a high frequency drive voltage is applied to the piezoelectric element 11 as in the conventional case, the rotor 13 rotates and the rotary shaft 21 rotates,
The tilt operation of the steering column 53 is performed.

【0040】又、ステアリングコラム53に作用する外
力によって回転軸21には荷重(この場合、ナット部材
57によって生じる反力)がかかり、特にステアリング
ホイール56を下げる等して図1及び図5においてB矢
印方向に荷重(反力)がかかると、コイルバネ22は該
荷重に対応して付勢力(反発力)を発生するので、荷重
が変動的であっても、定常的であっても対応することが
できる。
Further, a load (in this case, a reaction force generated by the nut member 57) is applied to the rotary shaft 21 by an external force acting on the steering column 53, and in particular, the steering wheel 56 is lowered and the like in FIGS. When a load (reaction force) is applied in the direction of the arrow, the coil spring 22 generates an urging force (repulsion force) corresponding to the load. Therefore, it is necessary to deal with whether the load is fluctuating or steady. You can

【0041】従って、回転軸21にかかる荷重が15
[kgf]までは、その荷重が皿バネ14にほとんど作
用せず、ステータ8に対するロータ13の圧接力がほぼ
28[kgf]に維持される。その結果、荷重が15
[kgf]までは、ロータ13の回転特性がほとんど変
化しない。
Therefore, the load applied to the rotary shaft 21 is 15
Up to [kgf], the load hardly acts on the disc spring 14, and the pressure contact force of the rotor 13 with respect to the stator 8 is maintained at about 28 [kgf]. As a result, the load is 15
Up to [kgf], the rotation characteristics of the rotor 13 hardly change.

【0042】更に、図4に示すように、前記回転軸21
にかかる荷重が皿バネ14とコイルバネ22とによって
生ずる付勢力(43[kgf])を超えると、回転軸2
1のがたつき(ガタ変位量が最大値lmax )が発生す
る。従って、この形態では、回転軸21ががたつく荷重
が従来例より高くなるので、そのがたつきが発生する頻
度が激減する。即ち、本実施の形態では、回転軸21の
がたつきが抑制される。
Further, as shown in FIG. 4, the rotary shaft 21
When the load applied to the rotating shaft 2 exceeds the biasing force (43 [kgf]) generated by the disc spring 14 and the coil spring 22,
A rattling of 1 (the maximum amount of backlash displacement is lmax) occurs. Therefore, in this embodiment, the rattling load of the rotary shaft 21 is higher than that of the conventional example, and the frequency of rattling is drastically reduced. That is, in the present embodiment, rattling of the rotary shaft 21 is suppressed.

【0043】上記したように、本実施の形態では、以下
に示す作用効果を得ることができる。 (1)回転軸21に形成された収容凹部21aには、コ
イルバネ22、カラー23、及びスラストチップ24か
らなる軸付勢部材25が収容される。このコイルバネ2
2は、回転軸21を上方(図1においてA矢印方向)、
即ち皿バネ14が該回転軸21を付勢する方向と同方向
に付勢する。そのため、回転軸21に対して図1におい
てB矢印方向(前記付勢方向とは反対方向)に荷重がか
かると、コイルバネ22はその荷重が15[kgf]ま
では該荷重をほぼ吸収する。従って、ステータ8に対す
るロータ13の圧接力がほぼ28[kgf]に維持され
る。その結果、荷重が15[kgf]までは、ロータ1
3の回転特性の変化を抑制することができる。
As described above, in this embodiment, the following operational effects can be obtained. (1) A shaft biasing member 25 including a coil spring 22, a collar 23, and a thrust tip 24 is housed in the housing recess 21 a formed in the rotary shaft 21. This coil spring 2
2, the rotary shaft 21 is upward (in the direction of arrow A in FIG. 1),
That is, the disc spring 14 urges the rotating shaft 21 in the same direction as the urging direction. Therefore, when a load is applied to the rotary shaft 21 in the direction of the arrow B in FIG. 1 (direction opposite to the biasing direction), the coil spring 22 substantially absorbs the load up to 15 [kgf]. Therefore, the pressure contact force of the rotor 13 with respect to the stator 8 is maintained at approximately 28 [kgf]. As a result, when the load is up to 15 [kgf], the rotor 1
It is possible to suppress the change in the rotation characteristic of No. 3 above.

【0044】(2)又、回転軸21にかかる荷重が皿バ
ネ14とコイルバネ22とによって生ずる付勢力(43
[kgf])を超えると、回転軸21ががたつく。従っ
て、この形態では、回転軸21ががたつく荷重が従来例
より高くなるので、そのがたつきが発生する頻度が激減
する。その結果、回転軸21のがたつきを抑制すること
ができる。
(2) Further, the load applied to the rotary shaft 21 is urged by the disc spring 14 and the coil spring 22 (43).
If [kgf]) is exceeded, the rotary shaft 21 will rattle. Therefore, in this embodiment, the rattling load of the rotary shaft 21 is higher than that of the conventional example, and the frequency of rattling is drastically reduced. As a result, rattling of the rotary shaft 21 can be suppressed.

【0045】(3)更に、軸付勢部材25は回転軸21
に形成された収容凹部21aに収容されるので、超音波
モータ20の軸方向への大型化を防止することができ
る。 (4)しかも、この収容凹部21aによって、軸付勢部
材25、特にコイルバネ22の径方向への移動を規制す
ることができる。
(3) Further, the shaft urging member 25 is the rotary shaft 21.
Since it is accommodated in the accommodating concave portion 21a formed in, it is possible to prevent the ultrasonic motor 20 from becoming large in the axial direction. (4) Moreover, the accommodation recess 21a can restrict the radial movement of the shaft biasing member 25, particularly the coil spring 22.

【0046】(5)プレート26は、スラストチップ2
4の摺接部24bに当接してコイルバネ22を弾性変形
させた状態で基台3に対しネジ27で固定される。従っ
て、プレート26により軸付勢部材25を構成するコイ
ルバネ22、カラー23、及びスラストチップ24を超
音波モータ20に対して容易に組み付けることができ
る。
(5) The plate 26 is the thrust chip 2
The coil spring 22 is elastically deformed by being brought into contact with the sliding contact portion 24b of No. 4 and is fixed to the base 3 by the screw 27. Therefore, the coil spring 22, the collar 23, and the thrust tip 24, which form the shaft biasing member 25 by the plate 26, can be easily assembled to the ultrasonic motor 20.

【0047】(6)この形態では、軸付勢部材25にコ
イルバネ22を使用したので、軸付勢部材25を簡単に
構成することができる。 (7)軸付勢部材25は超音波モータ20に一体に組み
付けられるので、ステアリング装置50aの組み立て作
業を簡単にすることができる。
(6) In this embodiment, since the coil spring 22 is used as the shaft urging member 25, the shaft urging member 25 can be simply constructed. (7) Since the shaft urging member 25 is integrally assembled with the ultrasonic motor 20, the assembling work of the steering device 50a can be simplified.

【0048】尚、上記した実施の形態は以下のように変
更してもよい。 ○上記実施の形態では、皿バネ14が発生する付勢力は
28[kgf]に設定され、コイルバネ22が発生する
付勢力は15[kgf]に設定したが、この数値に限定
されるものではない。
The above-described embodiment may be modified as follows. In the above-described embodiment, the biasing force generated by the disc spring 14 is set to 28 [kgf] and the biasing force generated by the coil spring 22 is set to 15 [kgf], but the present invention is not limited to this value. .

【0049】○上記実施の形態では、軸付勢部材25を
コイルバネ22、カラー23、及びスラストチップ24
から構成したが、回転軸21を上記実施の形態と同じ方
向に付勢できれば、構成はこれに限定されるものではな
い。例えば、コイルバネ22をコイルバネ22以外の弾
性部材に変更してもよい。又、カラー23とスラストチ
ップ24とを別体としたが、一体であってもよい。
In the above embodiment, the shaft biasing member 25 is replaced by the coil spring 22, the collar 23, and the thrust tip 24.
However, the structure is not limited to this as long as the rotary shaft 21 can be biased in the same direction as in the above-described embodiment. For example, the coil spring 22 may be changed to an elastic member other than the coil spring 22. Further, although the collar 23 and the thrust tip 24 are separate bodies, they may be integrated.

【0050】○上記実施の形態では、回転軸21に軸付
勢部材25を収容すべく図1に示すようにその下端から
軸方向にのびる水平断面円形状の収容凹部21aを形成
したが、形状はこれに限定されるものではない。又、収
容凹部21aを特に形成しなくてもよい。
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 1, the rotary shaft 21 is provided with the storage concave portion 21a having a circular horizontal cross section extending in the axial direction from the lower end of the rotary shaft 21 as shown in FIG. Is not limited to this. Further, the accommodation recess 21a may not be particularly formed.

【0051】○上記実施の形態では、コイルバネ22、
カラー23、及びプレート26を鉄製、スラストチップ
24をポリイミド系樹脂製、グリス28をリチウム石鹸
と鉱油を混合したものを使用したが、材質はこれに限定
されるものではない。
In the above embodiment, the coil spring 22,
The collar 23 and the plate 26 are made of iron, the thrust tip 24 is made of a polyimide resin, and the grease 28 is a mixture of lithium soap and mineral oil, but the material is not limited to this.

【0052】○上記実施の形態では、図1に示すような
順でコイルバネ22、カラー23及びスラストチップ2
4を配置したが、これらの配置を図1において上下逆に
配置してもよい。この場合、コイルバネ22の一端はプ
レート26に当接し、スラストチップ24は収容凹部2
1aの底面21bに当接(摺接)する。
In the above embodiment, the coil spring 22, the collar 23 and the thrust tip 2 are arranged in this order as shown in FIG.
Although 4 is arranged, these arrangements may be arranged upside down in FIG. In this case, one end of the coil spring 22 abuts on the plate 26, and the thrust tip 24 is held in the accommodation recess 2
The bottom surface 21b of 1a is brought into contact (sliding contact).

【0053】(第2の実施の形態)以下、本発明を具体
化した第2の実施の形態を図6及び図7に従って説明す
る。尚、説明の便宜上、図11〜図14の従来例と同様
の構成については同一の符号を付してその説明を一部省
略する。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 6 and 7. For convenience of explanation, the same components as those in the conventional example shown in FIGS. 11 to 14 are designated by the same reference numerals, and the description thereof is partially omitted.

【0054】図6及び図7に示すように、本実施形態の
ステアリング装置50bでは、超音波モータ1のハウジ
ング2(カバー4)とナット部材57との間にコイルバ
ネ30が弾性変形した状態で介在される。コイルバネ3
0には、該モータ1の回転軸6が挿通されている。する
と、ステアリングコラム53が固定ブラケット52に対
して常に上方向に傾動するように付勢される。つまり、
コイルバネ30は、前記第1実施形態で用いたコイルバ
ネ22と同様に作用し、皿バネ14と協働して回転軸6
を図7においてA矢印方向に付勢する。
As shown in FIGS. 6 and 7, in the steering device 50b of this embodiment, the coil spring 30 is interposed between the housing 2 (cover 4) of the ultrasonic motor 1 and the nut member 57 in a state of elastic deformation. To be done. Coil spring 3
The rotary shaft 6 of the motor 1 is inserted through 0. Then, the steering column 53 is biased so as to always tilt upward with respect to the fixed bracket 52. That is,
The coil spring 30 acts in the same manner as the coil spring 22 used in the first embodiment, and cooperates with the disc spring 14 to rotate the rotary shaft 6
Is urged in the direction of arrow A in FIG.

【0055】そのため、ステアリングコラム53に作用
する外力によって回転軸6には荷重(この場合、ナット
部材57によって生じる反力)がかかり、特にステアリ
ングホイール56を下げる等して図6及び図7において
B矢印方向に荷重がかかっても、コイルバネ30は該荷
重に対応して付勢力(反発力)を発生するので、荷重が
変動的であっても、定常的であっても対応することがで
きる。
Therefore, a load (in this case, a reaction force generated by the nut member 57) is applied to the rotary shaft 6 by an external force acting on the steering column 53, and in particular, by lowering the steering wheel 56 or the like, in FIGS. Even if a load is applied in the direction of the arrow, the coil spring 30 generates an urging force (repulsive force) in response to the load, so that it is possible to handle the load whether it is fluctuating or steady.

【0056】従って、本実施形態においても、回転軸6
にかかる軸方向の荷重によるロータ13の回転特性の変
化と、同荷重による回転軸6のがたつきをともに抑制す
ることができる。しかも、コイルバネ30を後付によ
り、容易にステアリング装置50bに取り付けることが
できる。又、従来の超音波モータ1を変更することなく
使用することができる。
Therefore, also in this embodiment, the rotary shaft 6
It is possible to suppress both the change in the rotation characteristics of the rotor 13 due to the axial load applied to and the rattling of the rotary shaft 6 due to the same load. Moreover, the coil spring 30 can be easily attached to the steering device 50b by retrofitting. Further, the conventional ultrasonic motor 1 can be used without changing.

【0057】尚、図8に示すように、固定ブラケット5
2及びステアリングコラム53の上面側において、両部
材間に前記コイルバネ31を介在させ、コイルバネ31
の収縮力を利用する。すると、ステアリングコラム53
が固定ブラケット52に対して常に上方向に傾動するよ
うに付勢される。つまり、回転軸6はコイルバネ31に
よりA矢印方向に付勢されることになる。このようなス
テアリング装置50cとしても、上記と同様の作用効果
を得ることができる。又、この場合、車体51とステア
リングコラム53との間であってもよい。
As shown in FIG. 8, the fixing bracket 5
2 and the upper surface side of the steering column 53, the coil spring 31 is interposed between both members, and
The contraction force of is used. Then, the steering column 53
Is urged so as to always tilt upward with respect to the fixed bracket 52. That is, the rotating shaft 6 is biased in the direction of arrow A by the coil spring 31. Even with such a steering device 50c, it is possible to obtain the same effects as the above. Further, in this case, it may be between the vehicle body 51 and the steering column 53.

【0058】(第3の実施の形態)以下、本発明を具体
化した第3の実施の形態を図9及び図10に従って説明
する。尚、説明の便宜上、図11〜図14の従来例と同
様の構成については同一の符号を付してその説明を一部
省略する。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 9 and 10. For convenience of explanation, the same components as those in the conventional example shown in FIGS. 11 to 14 are designated by the same reference numerals, and the description thereof is partially omitted.

【0059】図9及び図10に示すように、本実施形態
のステアリング装置50dにおいて、超音波モータ40
の回転軸41には、図11及び図14に示す従来例と逆
の端部にウォーム部41aが形成されている。そのた
め、本実施の形態では、皿バネ14は回転軸41を図1
0においてB矢印方向に付勢する。
As shown in FIGS. 9 and 10, in the steering device 50d of this embodiment, the ultrasonic motor 40 is used.
A worm portion 41a is formed on the rotary shaft 41 at the end opposite to the conventional example shown in FIGS. Therefore, in the present embodiment, the disc spring 14 has the rotating shaft 41 shown in FIG.
At 0, it is urged in the direction of arrow B.

【0060】このようにすると、従来例とは逆に、ステ
アリングホイール56を持ち上げる等して回転軸41に
A矢印方向に荷重(この場合、ナット部材57によって
生じる反力)がかかると、該荷重が皿バネ14の付勢力
に悪影響を与えてしまう。すると、従来例と同様に、ス
テータ8に対するロータ13の圧接力が変化してロータ
13の回転特性が変化したり、その荷重が皿バネ14の
弾性力を超えて回転軸41ががたつく。
With this arrangement, contrary to the conventional example, when a load (reaction force generated by the nut member 57 in this case) is applied to the rotary shaft 41 in the direction of arrow A by lifting the steering wheel 56, the load is applied. Adversely affects the biasing force of the disc spring 14. Then, similarly to the conventional example, the pressure contact force of the rotor 13 with respect to the stator 8 changes, the rotation characteristic of the rotor 13 changes, or the load exceeds the elastic force of the disc spring 14 and the rotating shaft 41 rattles.

【0061】しかしながら、本実施の形態では、ステア
リングコラム53、ステアリングホイール56等の回動
軸54を支点として傾動する部材の自重によって回転軸
41に作用する荷重(ナット部材57によって生じる反
力)の向きは、皿バネ14が回転軸41を付勢する方向
(B矢印方向)と同じである。つまり、本実施形態にお
いてがたつき等の不具合が発生するA矢印方向の荷重
(反力)の中には、傾動する部材の自重により生じる反
力が含まれないため、回転軸41に対してA矢印方向に
過大な荷重(反力)がかかり難い。
However, in the present embodiment, the load (reaction force generated by the nut member 57) acting on the rotary shaft 41 due to the weight of the tilting member such as the steering column 53 and the steering wheel 56 as the fulcrum is applied to the rotary shaft 41. The direction is the same as the direction in which the disc spring 14 biases the rotating shaft 41 (the direction of arrow B). In other words, in the present embodiment, the load (reaction force) in the direction of the arrow A that causes a problem such as rattling does not include the reaction force generated by the own weight of the tilting member, so It is difficult to apply an excessive load (reaction force) in the direction of arrow A.

【0062】言い換えれば、図11及び図14に示す従
来例では、傾動する部材の自重により生じる反力が、皿
バネ14が回転軸41を付勢する方向(図11及び図1
4においてA矢印方向)と逆方向(図11及び図14に
おいてB矢印方向)に作用するため、従来例においてが
たつき等の不具合が発生するB矢印方向の荷重の中に
は、その自重による反力が含まれることになる。従っ
て、従来例では、回転軸41に対して不具合が発生する
B矢印方向に過大な荷重がかかり易くなっていた。
In other words, in the conventional example shown in FIGS. 11 and 14, the reaction force generated by the weight of the tilting member causes the disc spring 14 to urge the rotating shaft 41 (see FIGS. 11 and 1).
4 in the direction of arrow A) and the opposite direction (in the direction of arrow B in FIGS. 11 and 14), a load in the direction of arrow B in which a problem such as rattling occurs in the conventional example is due to its own weight. The reaction force will be included. Therefore, in the conventional example, an excessive load is likely to be applied to the rotating shaft 41 in the direction of the arrow B, which causes a problem.

【0063】従って、本実施形態においても、回転軸4
1にかかる軸方向の荷重によるロータ13の回転特性の
変化と、同荷重による回転軸41のがたつきをともに抑
制することができる。しかも、余分な部品を必要としな
いため、部品数を少なくすることができる。
Therefore, also in this embodiment, the rotary shaft 4
It is possible to suppress both the change in the rotation characteristics of the rotor 13 due to the axial load applied to No. 1 and the rattling of the rotary shaft 41 due to the same load. Moreover, since no extra parts are required, the number of parts can be reduced.

【0064】上記各実施の形態から把握できる請求項以
外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載
する。 (イ)請求項3に記載の超音波モータにおいて、前記弾
性部材はコイルバネであることを特徴とする超音波モー
タ。このように構成すれば、軸付勢部材を簡単に構成す
ることができる。
The technical ideas other than the claims that can be understood from the above-described embodiments will be described below along with their effects. (A) The ultrasonic motor according to claim 3, wherein the elastic member is a coil spring. According to this structure, the shaft urging member can be easily formed.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1〜3の発
明によれば、回転軸にかかる軸方向の荷重によるロータ
の回転特性の変化と、同荷重による回転軸のがたつきを
ともに抑制することができる超音波モータ及び超音波モ
ータを駆動源としたステアリング装置を提供することが
できる。
As described above in detail, according to the inventions of claims 1 to 3, the change in the rotation characteristics of the rotor due to the axial load applied to the rotating shaft and the rattling of the rotating shaft due to the same load are caused. It is possible to provide an ultrasonic motor that can suppress both, and a steering device that uses the ultrasonic motor as a drive source.

【0066】又、請求項4〜8の発明によれば、超音波
モータを駆動源としたステアリング装置において、運転
者に与える不快感を抑制することができるステアリング
装置を提供することができる。
Further, according to the inventions of claims 4 to 8, it is possible to provide a steering device using an ultrasonic motor as a drive source, which can suppress discomfort to the driver.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 第1の実施の形態における超音波モータの断
面図。
FIG. 1 is a sectional view of an ultrasonic motor according to a first embodiment.

【図2】 超音波モータの一部拡大断面図。FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of an ultrasonic motor.

【図3】 超音波モータの要部分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view of essential parts of the ultrasonic motor.

【図4】 回転軸にかかる荷重と回転軸の変位量を説明
するための図。
FIG. 4 is a diagram for explaining a load applied to a rotating shaft and a displacement amount of the rotating shaft.

【図5】 ステアリング装置の概略構成図。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a steering device.

【図6】 第2の実施の形態におけるステアリング装置
の概略構成図。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a steering device according to a second embodiment.

【図7】 ステアリング装置の要部断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of the steering device.

【図8】 別例におけるステアリング装置の要部断面
図。
FIG. 8 is a sectional view of a main part of a steering device according to another example.

【図9】 第3の実施の形態におけるステアリング装置
の概略構成図。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a steering device according to a third embodiment.

【図10】 ステアリング装置の要部断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part of the steering device.

【図11】 従来の超音波モータの断面図。FIG. 11 is a sectional view of a conventional ultrasonic motor.

【図12】 超音波モータの一部拡大断面図。FIG. 12 is a partially enlarged sectional view of the ultrasonic motor.

【図13】 回転軸にかかる荷重と回転軸の変位量を説
明するための図。
FIG. 13 is a diagram for explaining a load applied to a rotary shaft and a displacement amount of the rotary shaft.

【図14】 ステアリング装置の概略構成図。FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a steering device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,20,40…駆動源としての超音波モータ、2…ハ
ウジング、6,21,41…回転軸、6a,21a,4
1a…ウォーム部、8…ステータ、11…圧電素子、1
3…ロータ、16…加圧付勢部材、21a…収容凹部、
22…軸付勢部材を構成する弾性部材としてのコイルバ
ネ、23…規制部材を構成するカラー、24…規制部材
を構成するスラストチップ、25…軸付勢部材、26…
プレート、30,31…軸付勢部材としてのコイルバ
ネ、51…車体、52…固定ブラケット、53…ステア
リングコラム、57…ナット部材。
1, 20, 40 ... Ultrasonic motor as drive source, 2 ... Housing, 6, 21, 41 ... Rotating shaft, 6a, 21a, 4
1a ... Worm part, 8 ... Stator, 11 ... Piezoelectric element, 1
3 ... Rotor, 16 ... Pressure urging member, 21a ... Housing recess,
22 ... A coil spring as an elastic member forming a shaft urging member, 23 ... A collar forming a regulating member, 24 ... A thrust chip forming a regulating member, 25 ... A shaft urging member, 26 ...
Plates, 30, 31 ... Coil springs as shaft biasing members, 51 ... Car body, 52 ... Fixed bracket, 53 ... Steering column, 57 ... Nut member.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福井 孝 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株 式会社 内 (72)発明者 鈴木 忠幸 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車 株式会社 内 (72)発明者 池田 幸一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車 株式会社 内 (72)発明者 手嶋 秀樹 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車 株式会社 内 (56)参考文献 特開 平8−98566(JP,A) 特開 平9−201081(JP,A) 特開 平9−121572(JP,A) 特開 平10−234189(JP,A) 特開 平6−9164(JP,A) 特開 平7−23573(JP,A) 特開 平10−66363(JP,A) 特開 平10−181613(JP,A) 特開 平9−240492(JP,A) 実開 平4−86576(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02N 2/00 B62D 1/18 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Takashi Fukui 390 Umeda, Kosai City, Shizuoka Prefecture Asmo Co., Ltd. (72) Inventor Tadayuki Suzuki 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Koichi Ikeda 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Hideki Teshima 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Toyota Motor Co., Ltd. (56) Reference JP-A-8-98566 (JP, A) JP 9-201081 (JP, A) JP 9-121572 (JP, A) JP 10-234189 (JP, A) JP 6-9164 (JP, A) Kaihei 7-23573 (JP, A) JP 10-66363 (JP, A) JP 10-181613 (JP, A) JP 9-240492 (JP, A) Actual Kai 4-86576 ( JP, U) (58) Survey The field (Int.Cl. 7, DB name) H02N 2/00 B62D 1/18

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 圧電素子(11)を取り付けたステータ
(8)に対して、ハウジング(2)に回転可能に支持さ
れる回転軸(21)に連結されたロータ(13)を、該
回転軸(21)に係合する加圧付勢部材(16)の付勢
力に基づいて圧接させて、該圧電素子(11)の駆動に
基づいてロータ(13)を回転させ、回転軸(21)を
回転させる超音波モータにおいて、 前記加圧付勢部材(16)の付勢力によって前記回転軸
(21)が付勢される方向と同方向に該回転軸(21)
を付勢し、回転軸(21)に対して前記方向とは反対方
向にかかる荷重を吸収する軸付勢部材(25)を備えた
ことを特徴とする超音波モータ。
1. A rotor (13) connected to a rotary shaft (21) rotatably supported by a housing (2) is attached to a stator (8) having a piezoelectric element (11) attached thereto. The pressure applying member (16) engaging with (21) is pressed against the piezoelectric element (11) to rotate the rotor (13) to rotate the rotary shaft (21). In the rotating ultrasonic motor, the rotary shaft (21) is in the same direction as the direction in which the rotary shaft (21) is biased by the biasing force of the pressure biasing member (16).
An ultrasonic motor comprising a shaft urging member (25) for urging the shaft and absorbing a load applied to the rotation shaft (21) in a direction opposite to the above direction.
【請求項2】 請求項1に記載の超音波モータにおい
て、 前記回転軸(21)には、軸方向にのび、かつ前記軸付
勢部材(25)を収容する収容凹部(21a)を形成し
たことを特徴とする超音波モータ。
2. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the rotary shaft (21) is formed with an accommodating recess (21a) extending in the axial direction and accommodating the shaft biasing member (25). An ultrasonic motor characterized by the above.
【請求項3】 請求項2に記載の超音波モータにおい
て、 前記軸付勢部材(25)は、 前記回転軸(21)に付勢力を付与する弾性部材(2
2)と、 前記弾性部材(22)を弾性変形させる規制部材(2
3,24)とを備え、 前記規制部材(23,24)に当接して弾性部材(2
2)を弾性変形させた状態で前記ハウジング(2)に固
定されるプレート(26)を備えたことを特徴とする超
音波モータ。
3. The ultrasonic motor according to claim 2, wherein the shaft urging member (25) applies an urging force to the rotating shaft (21).
2) and a regulating member (2) that elastically deforms the elastic member (22).
3, 24) and abutting against the regulating member (23, 24), the elastic member (2
An ultrasonic motor, comprising: a plate (26) fixed to the housing (2) in a state in which 2) is elastically deformed.
【請求項4】 車体(51)に固定された固定ブラケッ
ト(52)に対して上下方向に傾動可能に支持されたス
テアリングコラム(53)を備え、ウォーム部(6a,
21a)を有する回転軸(6,21)を回転させる駆動
源(1,20)を固定ブラケット(52)又はステアリ
ングコラム(53)のいずれか一方側に取着し、回転軸
(6,21)の回転運動を往復直線運動に変換すべくウ
ォーム部(6a,21a)に螺合するナット部材(5
7)をその他方側に取着して、駆動源(1,20)の駆
動によりステアリングコラム(53)を固定ブラケット
(52)に対して傾動させるステアリング装置であっ
て、 前記駆動源(1,20)は、圧電素子(11)を取り付
けたステータ(8)に対して、ハウジング(2)に回転
可能に支持される回転軸(6,21)に連結されたロー
タ(13)を、該回転軸(6,21)に係合する加圧付
勢部材(16)の付勢力に基づいて圧接させて、該圧電
素子(11)の駆動に基づいてロータ(13)を回転さ
せ、回転軸(6,21)を回転させる超音波モータ
(1,20)であって、 前記加圧付勢部材(16)の付勢力によって前記回転軸
(6,21)が付勢される方向と同方向に該回転軸
(6,21)を付勢し、回転軸(6,21)に対して前
記方向とは反対方向にかかる荷重を吸収する軸付勢部材
(25,30,31)を備えたことを特徴とするステア
リング装置。
4. A steering column (53) supported so as to be vertically tiltable with respect to a fixed bracket (52) fixed to a vehicle body (51), the worm portion (6a,
The drive source (1, 20) for rotating the rotary shaft (6, 21) having the rotary shaft (21 a) is attached to either one side of the fixed bracket (52) or the steering column (53), and the rotary shaft (6, 21) is attached. Nut member (5) screwed to the worm part (6a, 21a) to convert the rotational motion of
7) is attached to the other side, and the steering column (53) is tilted with respect to the fixed bracket (52) by driving the drive source (1, 20). 20) is a rotor (13) connected to a rotating shaft (6, 21) rotatably supported by a housing (2) with respect to a stator (8) having a piezoelectric element (11) mounted thereon. The pressurizing member (16) engaged with the shaft (6, 21) is pressed against the shaft (6, 21) to rotate the rotor (13) based on the driving of the piezoelectric element (11), and the rotary shaft ( An ultrasonic motor (1, 20) for rotating the rotating shaft (6, 21) in the same direction as the rotating shaft (6, 21) is biased by the biasing force of the pressure biasing member (16). The rotation shaft (6, 21) is urged to the rotation shaft (6, 21). Serial steering apparatus characterized by comprising a biasing member axis for absorbing the load applied in the opposite direction (25,30,31) to the direction.
【請求項5】 請求項4に記載のステアリング装置にお
いて、 前記軸付勢部材(25)を、前記超音波モータ(20)
に一体に組み付けたことを特徴とするステアリング装
置。
5. The steering device according to claim 4, wherein the shaft biasing member (25) is connected to the ultrasonic motor (20).
Steering device characterized by being integrated into
【請求項6】 請求項4に記載のステアリング装置にお
いて、 前記軸付勢部材(30)を、前記ナット部材(57)と
前記超音波モータ(1)のハウジング(2)との間に介
在させたことを特徴とするステアリング装置。
6. The steering device according to claim 4, wherein the shaft biasing member (30) is interposed between the nut member (57) and the housing (2) of the ultrasonic motor (1). A steering device characterized in that
【請求項7】 請求項4に記載のステアリング装置にお
いて、 前記軸付勢部材(31)を、前記固定ブラケット(5
2)と前記ステアリングコラム(53)との間に介在さ
せたことを特徴とするステアリング装置。
7. The steering device according to claim 4, wherein the shaft urging member (31) is attached to the fixing bracket (5).
A steering device characterized by being interposed between 2) and the steering column (53).
【請求項8】 車体(51)に固定された固定ブラケッ
ト(52)に対して上下方向に傾動可能に支持されたス
テアリングコラム(53)を備え、ウォーム部(41
a)を有する回転軸(41)を回転させる駆動源(4
0)を固定ブラケット(52)又はステアリングコラム
(53)のいずれか一方側に取着し、回転軸(41)の
回転運動を往復直線運動に変換すべくウォーム部(41
a)に螺合するナット部材(57)をその他方側に取着
して、駆動源(40)の駆動によりステアリングコラム
(53)を固定ブラケット(52)に対して傾動させる
ステアリング装置であって、 前記駆動源(40)は、圧電素子(11)を取り付けた
ステータ(8)に対して、ハウジング(2)に回転可能
に支持される回転軸(41)に連結されたロータ(1
3)を、該回転軸(41)に係合する加圧付勢部材(1
6)の付勢力に基づいて圧接させて、該圧電素子(1
1)の駆動に基づいてロータ(13)を回転させ、回転
軸(41)を回転させる超音波モータ(40)であっ
て、 前記傾動する部材の自重により前記回転軸(41)に作
用する荷重の方向と、前記加圧付勢部材(16)の付勢
力によって前記回転軸(41)が付勢される方向とが同
方向となるように前記超音波モータ(40)を配置した
ことを特徴とするステアリング装置。
8. A worm part (41) comprising a steering column (53) supported so as to be vertically tiltable with respect to a fixed bracket (52) fixed to a vehicle body (51).
a driving source (4) for rotating a rotating shaft (41) having a);
0) is attached to either one side of the fixed bracket (52) or the steering column (53), and the worm part (41) is used to convert the rotary motion of the rotary shaft (41) into a reciprocating linear motion.
A steering device in which a nut member (57) screwed to a) is attached to the other side, and the steering column (53) is tilted with respect to the fixed bracket (52) by the drive of the drive source (40). The drive source (40) is connected to a rotor (1) rotatably supported by a housing (2) with respect to a stator (8) to which a piezoelectric element (11) is attached.
3) is a pressure urging member (1) that engages with the rotating shaft (41).
6) are pressed against each other based on the urging force of the piezoelectric element (1)
An ultrasonic motor (40) that rotates a rotor (13) based on the drive of (1) and rotates a rotating shaft (41), wherein a load acting on the rotating shaft (41) by the weight of the tilting member. The ultrasonic motor (40) is arranged such that the direction of the rotation of the rotary shaft (41) is the same as the direction in which the rotating shaft (41) is urged by the urging force of the pressure urging member (16). Steering device.
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