JP6673540B2 - ナット、送りねじ機構およびステアリングホイールの電動位置調節装置 - Google Patents

Description

本発明は、スリットを有し、内径を拡縮可能に構成されたナット、および、このナットを使用した送りねじ機構に関する。また、本発明は、ステアリングホイールの前後位置および／または上下位置を調節するためのステアリングホイールの電動位置調節装置に関する。

図９は、特開２０１０−１１６０４２号公報に記載された、ステアリングホイールの電動位置調節装置の１例を示している。ステアリングホイールの電動位置調節装置は、ステアリングコラム１と、ステアリングシャフト２と、電動アクチュエータ３とを備える。ステアリングコラム１は、前側のアウタコラム４と後側のインナコラム５とをテレスコピック状に組み合わせることにより構成されている。アウタコラム４は、車体に対し軸方向の変位を阻止されている。インナコラム５の前端部は、アウタコラム４の後端部の内径側に摺動可能に挿入されている。

ステアリングシャフト２は、前側のインナシャフト６と後側のアウタチューブ７とを、スプライン係合などにより、トルクの伝達を可能に、かつ、伸縮可能に組み合わせて構成されている。インナシャフト６は、アウタコラム４の内径側に軸受（図示省略）を介して回転自在に支持されている。アウタチューブ７は、インナコラム５の内径側に軸受８を介して回転自在に支持されている。これにより、ステアリングシャフト２がステアリングコラム１の内径側に回転自在に支持され、かつ、インナコラム５およびアウタチューブ７が、アウタコラム４およびインナシャフト６に対して軸方向に相対変位可能となっている。ステアリングホイール９は、アウタチューブ７の後端部に支持固定される。

電動アクチュエータ３は、ハウジング１０と、送りねじ機構１１と、電動モータ（図示省略）とを備える。ハウジング１０は、アウタコラム４の下面に支持固定されている。

送りねじ機構１１は、ナット１２とロッド１３とを有する。このような送りねじ機構１１の中心軸は、ステアリングシャフト２（およびステアリングコラム１）の中心軸と平行に配置されている。

ナット１２は、内周面に、らせん状のねじ溝を備える雌ねじ部１４を有する。ナット１２は、ハウジング１０内に、軸方向の変位を不能に、かつ、回転可能に支持されており、ウォーム減速機１５を介して電動モータにより回転駆動可能となっている。

ロッド１３は、前側部外周面に、雌ねじ部１４と螺合した雄ねじ部１６を有し、後端部を、腕部１７を介してインナコラム５の後側部に接続している。

ステアリングホイール９の前後位置を調節する際には、電動モータにより、ウォーム減速機１５を介してナット１２を回転駆動することで、ロッド１３を軸方向に変位させる。ロッド１３の軸方向変位に伴い、このロッド１３に腕部１７を介して接続されたインナコラム５、および、インナコラム５の内径側に支持されたアウタチューブ７が、ロッド１３と同じ方向に変位し、ステアリングホイール９の前後位置が調節される。

特開２００６−３６０４３号公報には、ステアリングホイールの前後位置に加え、上下位置の調節も可能とした、ステアリングホイールの電動位置調節装置が開示されている。いずれにしても、ステアリングホイールの電動位置調節装置では、電動モータの出力軸の回転を、送りねじ機構により直線運動に変換して、ステアリングホイールの前後位置または上下位置を調節するようにしている。送りねじ機構では、ナットの雌ねじ部と、ロッドの雄ねじ部との螺合部に、不可避のバックラッシュが存在する。このバックラッシュが大きいと、ナットの雌ねじ部と、ロッドの雄ねじ部との螺合部で歯打ち音と呼ばれる不快な異音が発生したり、ステアリングホイールががたついたりする可能性がある。

図１０および図１１は、国際公開第０３／０７８２３４号パンフレットに記載された、送りねじ機構の従来構造の１例を示している。送りねじ機構１１ａは、ナット１２ａと、ロッド１３ａと、ボルト１８とを備える。

ナット１２ａは、内周面に雌ねじ部１４ａを有する筒状部１９と、この筒状部１９に軸方向に伸長するように形成されたスリット２０と、筒状部１９のうち、スリット２０を挟んで互いに整合する部分に、このスリット２０の伸長方向（形成方向）に対して直交する方向に形成された１対の締付孔２１ａ、２１ｂとを備える。

ロッド１３ａは、外周面に、雌ねじ部１４ａと螺合する雄ねじ部１６ａを有する。

ボルト１８は、１対の締付孔２１ａ、２１ｂに螺合されている。

送りねじ機構１１ａでは、ボルト１８の締め付け量を調整し、スリット２０の幅を拡縮させることで、筒状部１９の内径を拡縮させ、ナット１２ａとロッド１３ａとの間のバックラッシュを抑えることができるようになっている。

特開２０１０−１１６０４２号公報 特開２００６−３６０４３号公報 国際公開第０３／０７８２３４号パンフレット

国際公開第０３／０７８２３４号パンフレットに記載の送りねじ機構１１ａには、次のような面から改良の余地がある。すなわち、この構造では、ナット１２ａに、このナット１２ａの中心軸と平行な軸方向に伸長するスリット２０を形成し、このスリット２０の幅を拡縮させるためのボルト１８を、スリット２０の伸長方向に対して直交する方向に配置している。これに対し、雌ねじ部１４ａのねじ溝および雄ねじ部１６ａのねじ山は、リード角を有しており、ナット１２ａの拡縮方向に相当するボルト１８の軸方向（図１２（Ａ）の上下方向）に対し傾斜している。

したがって、ボルト１８の締め付け量を大きくすることにより、筒状部１９の内径を縮径させる際に、図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示すように、雌ねじ部１４ａのねじ溝と雄ねじ部１６ａのねじ山との間で偏当たりを生じてしまう。すなわち、雌ねじ部１４ａと雄ねじ部１６ａとの係合部（螺合部）のうち、ボルト１８の軸方向に関する片側部分（図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）の上側部分）では、雌ねじ部１４ａのねじ溝の片側面（図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）の左側面）と、雄ねじ部１６ａのねじ山の片側面（図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）の左側面）とが当接するよりも先に、雌ねじ部１４ａのねじ溝の他側面（図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）の右側面）と、雄ねじ部１６ａのねじ山の他側面（図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）の右側面）とが当接する。これに対し、雌ねじ部１４ａと雄ねじ部１６ａとの係合部のうち、ボルト１８の軸方向に関する他側部分（図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）の下側部分）では、雌ねじ部１４ａのねじ溝の他側面と、雄ねじ部１６ａのねじ山の他側面とが当接するよりも先に、雌ねじ部１４ａのねじ溝の片側面と、雄ねじ部１６ａのねじ山の片側面とが当接する。このような偏当たりが生じると、雌ねじ部１４ａのねじ溝と雄ねじ部１６ａのねじ山との間に作用する摩擦が大きくなるとともに、不可避のバックラッシュの原因となる隙間が大きくなる。

雌ねじ部１４ａと雄ねじ部１６ａとを適切に係合させるためには、ボルト１８を締め付ける際に、ナット１２ａの筒状部１９のうち、ボルト１８の軸方向に関する片側部分と他側部分とを、ナット１２ａの軸方向に関して互いに反対方向にずらせる必要がある。すなわち、図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）の例では、筒状部１９の上側部分を左方向に、筒状部１９の下側部分を右方向に、それぞれ変位させる必要がある。このため、ボルト１８を締め付けることに伴って、このボルト１８に加わる反力が大きくなる。このような問題は、雌ねじ部１４ａおよび雄ねじ部１６ａを、リード（１回転当たりの移動距離）が大きな多条ねじとした場合に、特に顕著になる。

国際公開第０３／０７８２３４号パンフレットに記載の送りねじ装置では、ボルト１８を締め付けることにより、筒状部１９の内径を縮径させたとしても、ボルト１８を締め付けることに伴って発生する偏当たりやボルト１８に加わる反力の影響により、雌ねじ部１４ａに対し雄ねじ部１６ａが相対回転することの抵抗が過度に増大することを抑えつつ、雌ねじ部１４ａと雄ねじ部１６ａとの間のバックラッシュを抑えることが困難である。

本発明は、上述のような事情を鑑みて、ナットとロッドとが相対回転することに対する抵抗が過度に増大することを抑えつつ、ナットとロッドとの間のバックラッシュを抑えることができる、ナットおよび送りねじ機構の構造を実現することを目的としている。

本発明のナットは、
内周面に、らせん状のねじ溝を備えた雌ねじ部を有する筒状部と、
前記筒状部の円周方向１箇所で、前記筒状部の外周面と内周面とに開口するスリットと、
を備え、
前記スリットが、前記ねじ溝のうちで前記スリットが横切る部分におけるリード角の方向に対し直交する方向に伸長する。

前記スリットの伸長方向に関する両端部を、前記筒状部の軸方向両端面に開口しないようにすることができる。あるいは、前記スリットの伸長方向に関する両端部もしくは一方の端部を、前記筒状部の軸方向端面に開口させることができる。

前記雌ねじ部を、条数が２以上である多条ねじにより構成することができる。この場合、前記雌ねじ部を構成する複数本のねじ溝のリード角の平均値を求め、前記スリットをこの平均値の大きさに対し約９０°（８５°〜９５°程度）ずらせた方向に形成することが好ましい。ただし、前記雌ねじ部を、一条ねじにより構成することもできる。

前記スリットは、互いに対向する１対の内側面の径方向内端部に、径方向内方に向かうほど互いに離れる方向に向かう１対の逃げ部を備えることができる。

前記筒状部のうち、前記スリットを挟んで互いに整合する両側部分に、該スリットの伸長方向（形成方向）に対して直交する方向に伸長する１対の締付孔を備えることができる。この場合、前記１対の締付孔を、前記筒状部のうち、前記スリット２０ｂの伸長方向に関する中央位置を挟む両側部分に形成することが好ましい。

本発明の送りねじ機構は、
内周面に、らせん状のねじ溝を備えた雌ねじ部を有する筒状部と、前記筒状部の円周方向１箇所で、前記筒状部の外周面と内周面とに開口するスリットと、前記筒状部のうち、前記スリットを挟んで互いに整合する両側部分に、該スリットの伸長方向に対して直交する方向に伸長する１対の締付孔と、を備えるナットと、
外周面に、前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を有するロッドと、
前記１対の締付孔に挿通または螺合され、前記スリットの間隔を拡縮するためのボルトと、
を備え、
前記ナットが、本発明のナットにより構成されている。

なお、前記雌ねじ部を多条ねじにより構成する場合、前記雄ねじ部を多条ねじにより構成することができる。

前記ボルトの頭部の座面を、凸曲面により構成することが好ましい。

本発明のステアリングホイールの電動位置調節装置は、
出力軸を有する電動モータと、
後端部にステアリングホイールが支持されるステアリングシャフトと、
内径側に、前記ステアリングシャフトが回転可能に支持されたステアリングコラムと、
内周面に、らせん状のねじ溝を備えた雌ねじ部を有する筒状部と、前記筒状部の円周方向１箇所で、前記筒状部の外周面と内周面とに開口するスリットと、前記筒状部のうち、前記スリットを挟んで互いに整合する両側部分に、該スリットの伸長方向に対して直交する方向に伸長する１対の締付孔と、を備えるナットと、
外周面に、前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を有するロッドと、
前記１対の締付孔に挿通または螺合され、前記スリットの間隔を拡縮するためのボルトと、
を備える送りねじ機構と、
を備え、
前記送りねじ機構が、本発明の送りねじ機構により構成されている。

前記ナットまたは前記ロッドが、前記出力軸により回転駆動可能に支持されている。前記ナットと前記ロッドとのうちの一方である変位部材が、前記ステアリングホイールの位置（上下位置または前後位置）を調節する際に、前記ステアリングホイールとともに、該ステアリングホイールの調節方向（上下方向または前後方向）に変位する部分に支持されており、かつ、前記ナットと前記ロッドのうちの他方である固定部材が、前記ステアリングホイールの位置を調節する際に、該ステアリングホイールの調節方向に変位しない部分に支持されている。

本発明のナットおよび送りねじ機構によれば、ナットとロッドとが相対回転することに対する抵抗が過度に増大することを抑えつつ、前記ナットと前記ロッドとの間のバックラッシュを抑えることができる。

図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は、本発明の実施の形態の第１例に係るステアリングホイールの電動位置調節装置を示す側面図であり、図１（Ａ）は、ステアリングホイールを上端位置とした場合を示す図であり、図１（Ｂ）は、ステアリングホイールを中間位置とした場合を示す図であり、図１（Ｃ）は、ステアリングホイールを下端位置とした場合を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態の第１例に係る送りねじ機構を取り出して示す、断面模式図である。 図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。 図４は、ナットを取り出して示す、図３のＢ−Ｂ断面図である。 図５は、本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図である。 図６は、本発明の実施の形態の第３例を示す、図４と同様の図である。 図７（Ａ）は、本発明の実施の形態の第３例に係るナットを径方向外方から見た側面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）とは異なる角度から見た側面図である。 図８は、本発明の実施の形態の第４例に係るステアリングホイールの電動位置調節装置を示す側面図である。 図９は、従来のステアリングホイールの電動位置調節装置の１例を示す断面図である。 図１０は、従来の送りねじ機構の１例を示す側面図である。 図１１は、図１０のＣ−Ｃ断面図である。 図１２（Ａ）は、従来構造の送りねじ機構の問題点を説明するための断面模式図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＤ部拡大図である。

［実施の形態の第１例］
図１（Ａ）〜図４は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例のステアリングホイールの電動位置調節装置は、ステアリングホイール９（図９参照）の上下位置を調節するためのチルト機構を備える。ステアリングホイールの電動位置調節装置は、電動モータ２９と、ステアリングシャフト２ａと、ステアリングコラム１ａと、送りねじ機構１１ｂとを備える。

ステアリングコラム１ａを支持するためのコラムブラケット２３は、車体２２に支持固定される取付部２４と、この取付部２４の前側部の幅方向側縁から下方に折れ曲がった前側支持部２５と、取付部２４の後端縁から下方に折れ曲がった後側支持部２６とを備える。後側支持部２６の前側面の上下方向中間部には、円筒状のスリーブ２７が支持固定されている。

ステアリングコラム１ａは、全体を円筒状に構成されている。ステアリングコラム１ａの前端部は、車体２２の幅方向に配置された枢軸２８を中心とする揺動変位を可能に、コラムブラケット２３の前側支持部２５に対し支持されている。

ステアリングシャフト２ａは、ステアリングコラム１ａの内径側に回転自在に支持されている。ステアリングホイール９は、ステアリングシャフト２ａの後端部に支持固定される。

電動モータ２９と、送りねじ機構１１ｂとにより、電動アクチュエータ３ａが構成される。電動モータ２９は、出力軸がステアリングコラム１ａの軸方向と平行となるように、このステアリングコラム１ａに対し支持固定されている。電動モータ２９は、出力軸の外周面に、ウォーム歯３１を有する。

送りねじ機構１１ｂは、固定部材であるナット１２ｂと、変位部材であるロッド１３ｂと、ボルト１８ａとを備える。

ナット１２ｂは、筒状部１９ａと、スリット２０ａと、１対の締付孔２１ｃ、２１ｄと、係合腕部３０とを備える。筒状部１９ａは、内周面に雌ねじ部１４ｂを有する。

スリット２０ａは、筒状部１９ａの円周方向１箇所に、この筒状部１９ａの外周面と内周面とに開口するように形成されている。特に、本例では、スリット２０ａは、ナット１２ｂ（筒状部１９ａ）の中心軸と平行な軸方向ではなく、雌ねじ部１４ｂのねじ溝のうちでスリット２０ａが横切る部分におけるリード角の方向に対して直交する方向（歯すじ方向に対して直交する方向）に伸長するように形成されている。このため、スリット２０ａの径方向内端部は、雌ねじ部１４ｂのねじ溝の歯すじを直交して横切るように、筒状部１９ａの内周面に開口している。なお、「直交」には、雌ねじ部１４ｂのねじ溝のリード角の方向とスリット２０ａの伸長方向（形成方向、中心軸方向）とのなす角度が、９０°の場合だけでなく、９０°近傍の場合、具体的には、８５°〜９５°程度の場合を含むものとする。また、本例では、スリット２０ａの開口幅は、不可避的な製造誤差を除き、全長にわたり実質的に一定となっている。

本例では、スリット２０ａの伸長方向に関する両端部は、筒状部１９ａの軸方向両端面に開口している。すなわち、筒状部１９ａが、欠円筒状に構成されている。ただし、スリット２０ａの伸長方向に関するいずれか一方側の端部のみを、筒状部１９ａの軸方向端面に開口させることもできる。

スリット２０ａは、互いに対向する１対の内側面３２の径方向内端部に、径方向内方に向かうほど互いに離れる方向に傾斜した１対の逃げ部３３を有する。これにより、後述のように、筒状部１９ａの内径を縮径させた状態で、内側面３２の径方向内端部と雄ねじ部１６ｂとの当接部の面圧が過度に大きくなって、当該部分に過大な応力が集中することを防止している。本例では、逃げ部３３を、円弧形の断面形状を有する凹曲面により構成している。ただし、逃げ部３３を、凸曲面により構成したり、直線状の断面形状を有する傾斜面により構成したりすることもできる。

１対の締付孔２１ｃ、２１ｄは、筒状部１９ａのうち、スリット２０ａを挟んで互いに整合する両側部分に、このスリット２０ａの伸長方向に対して直交する方向、すなわち、雌ねじ部１４ｂのねじ溝のうちでスリット２０ａが横切る部分におけるリード角の方向と平行な方向に、互いに同軸に形成されている。具体的には、１対の締付孔２１ｃ、２１ｄは、筒状部１９ａのうち、スリット２０ａの伸長方向に関する中央位置を挟む両側部分に形成されている。本例では、１対の締付孔２１ｃ、２１ｄのうちの一方の締付孔２１ｃを円孔とし、他方の締付孔２１ｄをねじ孔としている。なお、スリット２０ａの全長が長い場合には、１対の締付孔２１ｃ、２１ｄを、筒状部１９ａのうちでスリット２０ａを挟む両側部分に複数組設けることもできる。

係合腕部３０は、先端部に、外周面を球状凸面とした球状部３４を有し、この球状部３４を、スリーブ２７の内周面に対し、径方向のがたつきなく係合させている。これにより、ナット１２ｂを、ステアリングホイール９の上下位置を調節する際に、このステアリングホイールの調節方向である上下方向に変位しない部分である、コラムブラケット２３に支持している。係合腕部３０は、筒状部１９ａのうち、スリット２０ａが形成された部分から円周方向に外れた部分の外周面から径方向に突出するように配置されている。本例では、係合腕部３０は、スリット２０ａが形成された部分から位相が円周方向に約１２０°ずれた位置に設けられている。ただし、たとえば、係合腕部３０を、スリット２０ａが形成された部分から位相が円周方向に９０°ずれた位置に配置したり、スリット２０ａが形成された部分の径方向反対側となる位置に配置したりすることもできる。係合腕部３０は、筒状部１９ａと一体に形成することもできるし、筒状部１９ａと別体の部品を、筒状部１９ａに溶接などにより固定することで構成することもできる。

ロッド１３ｂは、自身の中心軸を、ステアリングコラム１ａの軸方向（中心軸と平行な方向）および車体２２の幅方向に対して直交する方向（図６の上下方向）に配置した状態で、ステアリングホイール９の上下位置を調節する際に、ステアリングホイール９とともに、このステアリングホイール９の調節方向である上下方向に変位する部分である、ステアリングコラム１ａの幅方向側面に、回転のみ自在に支持されている。ロッド１３ｂは、下端部外周面に、ウォーム歯３１と噛合するホイール歯３５を有し、上側部外周面に、雌ねじ部１４ｂと螺合する雄ねじ部１６ｂを有する。すなわち、ロッド１３ｂは、電動モータ２９により回転駆動可能となっている。

ボルト１８ａは、円孔である一方の締付孔２１ｃに挿通され、先端部を、ねじ孔である他方の締付孔２１ｄに螺合されている。すなわち、本例の送りねじ機構１１ｂでは、他方の締付孔２１ｄに対するボルト１８ａの締め付け量（螺合量）を調整することにより、スリット２０ａの間隔を拡縮させ、筒状部１９ａの内径を拡縮可能となっている。ただし、１対の締付孔２１ｃ、２１ｄをいずれも円孔とし、締付孔２１ｃ、２１ｄのそれぞれに挿通したボルト１８ａの先端部にナットを螺合するように構成することもできる。いずれにしても、筒状部１９ａの内径を拡縮させることにより、雌ねじ部１４ｂに対し雄ねじ部１６ｂが相対回転することに対する抵抗が過度に増大することを抑えつつ、雌ねじ部１４ｂと雄ねじ部１６ｂとの間のバックラッシュを抑えることができる。

本例のステアリングホイールの電動位置調節装置において、ステアリングホイール９の上下位置を調節する方法について説明する。まず、ステアリングホイール９を、たとえば、図１（Ｂ）に示す状態から図１（Ａ）に示す状態へと上方に変位させる際には、電動モータ２９に通電することにより、この電動モータ２９の出力軸を所定方向に回転駆動し、ウォーム歯３１とホイール歯３５との噛合部を介して、ロッド１３ｂを回転駆動する。ロッド１３ｂの回転は、雌ねじ部１４ｂと雄ねじ部１６ｂとの螺合により、ロッド１３ｂの上方への変位に変換される。ロッド１３ｂが上方に変位すると、このロッド１３ｂを支持したステアリングコラム１ａの後端部が、枢軸２８を中心にして上方に変位し、ステアリングホイール９が上方に変位する。なお、ステアリングコラム１ａの上方への変位に伴って、ナット１２ｂは、球状部３４とスリーブ２７の内周面との球面係合部を中心に、上方に揺動する。ステアリングホイール９を所望の位置に調節した後は、電動モータ２９への通電を停止し、ロッド１３ｂの回転を停止させて、ステアリングホイール９の位置を保持する。

ステアリングホイール９を、たとえば、図１（Ｂ）に示す状態から図１（Ｃ）に示す状態へと下方に変位させる際には、電動モータ２９の出力軸を前記所定方向と逆方向に回転駆動し、ロッド１３ｂを回転駆動する。ロッド１３ｂの回転は、雌ねじ部１４ｂと雄ねじ部１６ｂとの螺合により、ロッド１３ｂの下方への変位に変換される。ロッド１３ｂが下方に変位すると、ステアリングコラム１ａの後端部が、枢軸２８を中心にして下方に変位し、ステアリングホイール９が下方に変位する。なお、ステアリングコラム１ａの下方への変位に伴って、ナット１２ｂは、前記球面係合部を中心に、下方に揺動する。ステアリングホイール９を所望の位置に調節した後は、電動モータ２９への通電を停止し、ロッド１３ｂの回転を停止させて、ステアリングホイール９の位置を保持する。

本例によれば、ナット１２ｂの内径を縮径させるべく、ボルト１８ａの締め付け量を増大させる際に、雌ねじ部１４ｂのねじ溝と雄ねじ部１６ｂのねじ山との間での偏当たりの発生を抑制できる。このため、雌ねじ部１４ｂに対し雄ねじ部１６ｂが相対回転することの抵抗が過度に増大することを抑えつつ、雌ねじ部１４ｂと雄ねじ部１６ｂとの間のバックラッシュを抑えることができる。すなわち、スリット２０ａを、ナット１２ｂの筒状部１９ａに、スリット２０ａが横切る部分におけるねじ溝のリード角の方向に対して直交する方向に伸長するように形成している。さらに、スリット２０ａの間隔を拡縮させるためのボルト１８ａを、スリット２０ａの伸長方向に対して直交する方向に形成された１対の締付孔２１ｃ、２１ｄに挿通または螺合するようにしている。換言すれば、ボルト１８ａを、スリット２０ａの伸長方向に対して直交する方向に配置するようにしている。

したがって、他方の締付孔２１ｄに対するボルト１８ａの締め付け量を大きくすることにより、筒状部１９ａの内径を縮径させる際に、雌ねじ部１４ｂのねじ溝と雄ねじ部１６ｂのねじ山との間での偏当たりの発生を防止することができる。すなわち、雌ねじ部１４ｂのねじ溝の１対の内側面と、雄ねじ部１６ｂのねじ山の１対の外側面との間に存在する隙間の厚さをほぼ一定に保持したまま、これらの面を互いに近づけて摺動可能に当接（面接触）させることができる。このため、ボルト１８ａの締め付け量を増大させることにより、筒状部１９ａの内径を縮径させる際に、雌ねじ部１４ｂのねじ溝と雄ねじ部１６ｂのねじ山との間に作用する摩擦が大きくなることを防止することができ、かつ、バックラッシュの原因となる、雌ねじ部１４ｂのねじ溝と雄ねじ部１６ｂのねじ山との間の隙間を小さく抑えることができる。

したがって、筒状部１９ａの内径を縮径させた際に、雌ねじ部１４ｂに対し雄ねじ部１６ｂが相対回転することの抵抗が過度に増大することを抑えつつ、雌ねじ部１４ｂと雄ねじ部１６ｂとの間のバックラッシュを抑えることができる。

また、本例では、上述したように、雌ねじ部１４ｂのねじ溝の１対の内側面と、雄ねじ部１６ｂのねじ山の１対の外側面との間に存在する隙間の厚さをほぼ一定に保持したまま、これらの面を互いに近づけて摺動可能に当接させることができる。このため、ボルト１８ａを締め付けた際に、ナット１２ｂの筒状部１９ａのうち、径方向両側部分（図２の上下方向両側部分）の軸方向に関する変位量を、図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に記載の構造と比較して小さくできる。したがって、ボルト１８ａを締め付ける際の締め付けトルクを、図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に記載の構造に比べて小さくすることができる。

したがって、筒状部１９ａの内径を縮径させるために要する、ボルト１８ａの締め付けトルクを、図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）の構造に比べて小さく抑えることができる。このため、送りねじ機構１１ｂの組立コストを低く抑えることができる。

また、上述したように、雌ねじ部１４ｂのねじ溝の１対の内側面と、雄ねじ部１６ｂのねじ山の１対の外側面との間に存在する隙間の厚さをほぼ一定に保持したまま、これらの面を互いに近づけて面接触させることができる。このため、雌ねじ部１４ｂのねじ溝の１対の内側面と、雄ねじ部１６ｂのねじ山の１対の外側面との接触面圧をほぼ一定にできるとともに、低くすることができる。したがって、送りねじ機構１１ｂの運転に伴って生じる、雌ねじ部１４ｂと雄ねじ部１６ｂとの間のがたつきを小さくできるとともに、がたつきに対する雌ねじ部１４ｂおよび雄ねじ部１６ｂの耐久性を向上させることができる。

また、単一ピッチ誤差や累積ピッチ誤差を吸収しつつ、前記隙間の調整を行うことができるため、雌ねじ部１４ｂおよび雄ねじ部１６ｂの加工精度を過度に高くする必要がない。したがって、雌ねじ部１４ｂおよび雄ねじ部１６ｂを形成する際に、研磨などの仕上加工を省略して、転造加工のみにより形成することができる。この結果、送りねじ機構１１ｂの製造コストを低減できる。

さらに、本例では、雌ねじ部１４ｂのねじ溝の１対の内側面と、雄ねじ部１６ｂのねじ山の１対の外側面との間に存在する隙間の厚さをほぼ一定に保持したまま、これらの面を互いに近づけて摺動可能に当接させることができるため、ボルト１８ａを締め付けることに伴って、このボルト１８ａに加わる反力を小さくすることができる。このため、雌ねじ部１４ｂと雄ねじ部１６ｂとの間の面圧を低く抑えることができ、かつ、ボルト１８ａの締め付けトルクを小さくすることができる。したがって、ボルト１８ａの締め付け量を細かく調整することにより、雌ねじ部１４ｂと雄ねじ部１６ｂとの間に存在するがたつきの調整範囲を広くすることができる。換言すれば、送りねじ機構１１ｂに要求される性能に応じた、雌ねじ部１４ｂと雄ねじ部１６ｂとの間に存在するがたつき、および、雌ねじ部１４ｂと雄ねじ部１６ｂとの摺動抵抗の調整を行いやすくすることができる。

本例では、１対の締付孔２１ｃ、２１ｄを、筒状部１９ａのうち、スリット２０ａの伸長方向に関する中央位置を挟む両側部分に形成している。このため、ナット１２ｂに対するロッド１３ａの軸方向に関する相対変位の方向にかかわらず、ナット１２ｂに対してロッド１３ａを相対変位させるのに要するトルクを安定させることができる。

本例では、送りねじ機構１１ｂのロッド１３ｂを、電動モータ２９により回転駆動可能に構成しているが、ナット１２ｂを電動モータ２９により回転駆動可能に構成することもできる。また、本例では、ナット１２ｂを、ステアリングホイール９の上下位置を調節する際に、上下方向に変位しない部分である車体２２に対しコラムブラケット２３を介して支持し、ロッド１３ａを、ステアリングホイール９とともに上下方向に変位するステアリングコラム１ａに支持するようにしている。ただし、ナット１２ｂを、ステアリングホイール９の上下位置を調節する際に、このステアリングホイール９とともに上下方向に変位する部分、具体的には、たとえばステアリングコラム１ａやステアリングシャフト２ａなどに支持し、ロッド１３ｂを、上下方向に変位しない部分、具体的には、たとえば、コラムブラケット２３などに支持することもできる。

なお、本例では、雌ねじ部１４ｂおよび雄ねじ部１６ｂを、一条ねじにより構成しているが、二条ねじなどの多条ねじにより構成することもできる。この場合、雌ねじ部１４ｂを構成する複数本のねじ溝のリード角の平均値を求め、スリット２０ａをこの平均値の大きさに対し約９０°（８５°〜９５°程度）ずらせた方向に形成することが好ましい。

［実施の形態の第２例］
図５は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の送りねじ機構１１ｃのボルト１８ｂは、頭部３６の座面３７を、円弧形の断面形状を有する凸曲面により構成している。したがって、ボルト１８ｂの締め付け量を増大させて、スリット２０ａの間隔を縮める際のボルト１８ｂの弾性変形量を小さく抑えることができる。つまり、頭部３６の座面３７を介して、ボルト１８ｂ（の軸部）に作用する曲げ応力を低く抑えることができる。この結果、ボルト１８ｂの締め付けトルクを安定させることができて、ナット１２ｂの雌ねじ部１４ｂと、ロッド１３ｂの雄ねじ部１６ｂとの係合代の調整を図りやすい。

なお、ナット１２ｂのうちで、ボルト１８ｂの座面３７と当接する部分については、平坦面により構成することもできるし、円弧形の断面形状を有する凹曲面により構成することもできる。その他の部分の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。

［実施の形態の第３例］
図６〜図７（Ｂ）は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例では、ナット１２ｃのスリット２０ｂの伸長方向に関する両端部が、筒状部１９ｂの軸方向両端面に開口していない。換言すれば、本例では、スリット２０ｂは、長孔により構成されている。より具体的には、図７（Ａ）に示すように、スリット２０ｂの伸長方向に関する両端部の径方向内側部分は、筒状部１９ｂの軸方向両端面に開口していないのに対し、スリット２０ｂの伸長方向に関する両端部の径方向外側部分では、スリット２０ｂを切削により形成することで生じた切削痕が、筒状部１９ｂの軸方向両端面に開口している。ただし、スリット２０ｂの伸長方向に関する両端部の径方向外側部分に切削痕が生じないようにすることもできる。なお、本例では、１対の締付孔２１ｃを、筒状部１９ｂのうち、スリット２０ｂの伸長方向に関する中央位置を挟む両側部分に形成している。

ナット１２ｃの軸方向に関して、スリット２０ｂの径方向内側部分の軸方向端部と筒状部１９ｂの軸方向端面との間隔ｄを、雌ねじ部１４ｃの軸方向寸法Ｌの２％以上３０％以下とすることが好ましい。具体的には、本例のナット１２ｃを、一般的な乗用車用のチルト機構を備えた、ステアリングホイールの電動位置調節装置の送りねじ機構に組み込む場合、間隔ｄを、雌ねじ部１４ｃのピッチＰの１５％以上４５０％以下とすることが好ましい。

本例では、スリット２０ｂの伸長方向に関する両端部の径方向内側部分を、筒状部１９ｂの軸方向両端面に開口させていないため、ナット１２ｃの雌ねじ部１４ｃの軸方向両端部の剛性を適度に確保することができ、雌ねじ部１４ｃと、ロッド１３ｂの雄ねじ部１６ａ（図２参照）との係合状態を軸方向にわたり適切に維持することができる。また、本例では、１対の締付孔２１ｃを、筒状部１９ｂのうち、スリット２０ｂの伸長方向に関する中央位置を挟む両側部分に形成している。このため、ボルト１８ａを１対の締付孔２１ｃ、２１ｄに挿通または螺合することにより、スリット２０ｂの間隔を縮める際に、スリット２０ｂの両端部を支点とするモーメントを大きくすることができるため、筒状部１９ｂを効率良く縮径させることができ、雌ねじ部１４ｃと、ロッド１３ｂの雄ねじ部１６ｂ（図２参照）との係合代を調整するために要するトルクの低減を図ることができる。また、ナット１２ｃに対するロッド１３ｂの軸方向に関する相対変位の方向にかかわらず、ナット１２ｃに対してロッド１３ｂを相対変位させるために要するトルクを安定させることができる。その他の部分の構成および作用効果は実施の形態の第１例と同様である。

［実施の形態の第４例］
図８は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例のステアリングホイールの電動位置調節装置は、ステアリングホイール９の前後位置を調節するためのテレスコピック機構を備える。本例のステアリングホイールの電動位置調節装置は、電動モータ２９と、ステアリングシャフト２ｂと、ステアリングコラム１ｂと、送りねじ機構１１ｂとを備える。

ステアリングコラム１ｂは、インナコラム３８とアウタコラム３９とを、全長を伸縮可能に組み合わせることにより構成されている。アウタコラム３９は、円周方向１箇所に、このアウタコラム３９の外周面と内周面に開口し、かつ、軸方向に伸長する透孔４０を有する。アウタコラム３９は、車体に対し、軸方向変位を不能に支持される。インナコラム３８の中間部外周面で、アウタコラム３９の透孔４０の内側に露出した部分には、円筒状のスリーブ２７ａが支持固定されている。

ステアリングシャフト２ｂは、インナシャフトとアウタチューブとを、全長を伸縮可能に、かつ、トルクの伝達を可能に組み合わせることにより構成されている。ステアリングシャフト２ｂは、ステアリングコラム１ｂの内径側に回転自在に支持されている。ステアリングシャフト２ｂの後端部に、ステアリングホイール９を支持している。

電動モータ２９ａと、送りねじ機構１１ｄとにより、電動アクチュエータ３ｂが構成される。電動モータ２９ａは、出力軸がステアリングコラム１ｂの軸方向および車体の幅方向に直交する方向に配置されるように、このステアリングコラム１ｂに対し支持固定されている。電動モータ２９ａは、出力軸外周面に、ウォーム歯３１ａを有する。

送りねじ機構１１ｄは、変位部材であるナット１２ｄと、固定部材であるロッド１３ｃと、ボルト１８ａ（図２および図３参照）とを備える。

ナット１２ｄは、筒状部１９ｃと、スリット２０ａ（図２〜図４参照）と、１対の締付孔２１ｃ、２１ｄ（図３参照）と、係合腕部３０ａとを備える。

筒状部１９ｃは、内周面に雌ねじ部１４ｂ（図２〜図４参照）を備える。スリット２０ａは、筒状部１９ｃの円周方向１箇所に、雌ねじ部１４ｂのねじ溝のうちでスリット２０ａが横切る部分におけるリード角の方向に対して直交する方向に伸長するように形成されている。１対の締付孔２１ｃ、２１ｄは、筒状部１９ｃのうち、スリット２０ａを挟んで互いに整合する両側部分に、このスリット２０ａの伸長方向に対して直交する方向に、互いに同軸に形成されている。

係合腕部３０ａは、先端部に、外周面を球状凸面とした球状部３４ａを有し、この球状部３４ａを、インナコラム３８に支持固定されたスリーブ２７ａの内周面に対し、径方向のがたつきなく係合させている。これにより、ナット１２ｄを、ステアリングホイール９の前後位置を調節する際に、ステアリングホイール９とともに、このステアリングホイール９の調節方向である前後方向に変位する部分である、インナコラム３８に対し支持している。

ロッド１３ｃは、自身の中心軸を、ステアリングコラム１ｂの中心軸と平行な方向に配置した状態で、ステアリングホイール９の前後位置を調節する際に、このステアリングホイール９の調節方向である前後方向に変位しない部分である、アウタコラム３９に対し回転のみ自在に支持されている。すなわち、アウタコラム３９の外周面のうち、透孔４０と軸方向に隣接する部分から突出した１対の支持腕部４１に、ロッド１３ｃの軸方向両端部を、図示しない軸受を介して回転自在に支持している。ロッド１３ｃは、前端部外周面に、ウォーム歯３１ａと噛合するホイール歯３５ａを有し、外周面に、雌ねじ部１４ｂと螺合する雄ねじ部１６ｃを有する。すなわち、ロッド１３ｃは、電動モータ２９ａにより回転駆動可能となっている。

ボルト１８ａは、円孔である一方の締付孔２１ｃに挿通され、先端部を、ねじ孔である他方の締付孔２１ｄに螺合されている。すなわち、他方の締付孔２１ｄに対するボルト１８ａの締め付け量を調整することで、スリット２０ａの間隔を拡縮させ、筒状部１９ｃの内径を拡縮可能することができる。

本例のステアリングホイールの電動位置調節装置において、ステアリングホイール９の前後位置を調節する際には、電動モータ２９ａに通電することにより、この電動モータ２９ａの出力軸を回転駆動し、ウォーム歯３１ａとホイール歯３５ａとの噛合部を介して、ロッド１３ｃを回転駆動する。ロッド１３ｃの回転は、雌ねじ部１４ｂと雄ねじ部１６ｃとの螺合により、ナット１２ｄの軸方向変位に変換される。ナット１２ｄが軸方向に変位すると、係合腕部３０ａとスリーブ２７ａとを介してナット１２ｄに連結されたインナコラム３８が、アウタコラム３９に対し軸方向に相対変位し、ステアリングホイール９が前後方向に変位する。ステアリングホイール９を所望の位置に調節した後は、電動モータ２９ａへの通電を停止し、ロッド１３ｃの回転を停止させて、ステアリングホイール９の位置を保持する。

本例の場合も、スリット２０ａを、ナット１２ｄの筒状部１９ｃに、スリット２０ａが横切る部分におけるねじ溝のリード角の方向に対して直交する方向に伸長するように形成しているため、ナット１２ｄの内径を縮径させるべく、ボルト１８ａの締め付け量を増大させる際に、雌ねじ部１４ｂのねじ溝と雄ねじ部１６ｃのねじ山との間での偏当たりの発生を抑制できる。その他の部分の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。

上述した実施の形態の各例の構造は、矛盾を生じない限り、適宜組み合わせて実施することができる。具体的には、たとえば、実施の形態の第１例のチルト機構と、実施の形態の第４例のテレスコピック機構とを同時に備えることができる。また、本発明の送りねじ機構は、ステアリングホイールの電動位置調節装置に限らず、たとえば、工作機械などの各種機械装置に使用することができる。

１、１ａ、１ｂ ステアリングコラム
２、２ａ、２ｂ ステアリングシャフト
３、３ａ、３ｂ 電動アクチュエータ
４ アウタコラム
５ インナコラム
６ インナシャフト
７ アウタチューブ
８ 軸受
９ ステアリングホイール
１０ ハウジング
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 送りねじ機構
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ ナット
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ ロッド
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 雌ねじ部
１５ ウォーム減速機
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 雄ねじ部
１７ 腕部
１８、１８ａ、１８ｂ ボルト
１９、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ 筒状部
２０、２０ａ、２０ｂ スリット
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 締付孔
２２ 車体
２３ コラムブラケット
２４ 取付部
２５ 前側支持部
２６ 後側支持部
２７、２７ａ スリーブ
２８ 枢軸
２９、２９ａ 電動モータ
３０、３０ａ 係合腕部
３１ ウォーム歯
３２ 内側面
３３ 逃げ部
３４ 球状部
３５ ホイール歯
３６ 頭部
３７ 座面
３８ インナコラム
３９ アウタコラム
４０ 透孔
４１ 支持腕部

Claims (9)

1. 内周面に、らせん状のねじ溝を備えた雌ねじ部を有する筒状部と、
   前記筒状部の円周方向１箇所に形成され、前記筒状部の外周面と内周面とに開口するスリットと、を備え、
   前記スリットが、前記ねじ溝のうちで前記スリットが横切る部分におけるリード角の方向に対し直交する方向に伸長する、
   ナット。
2. 前記スリットの伸長方向に関する両端部が、前記筒状部の軸方向両端面に開口していない、請求項１に記載のナット。
3. 前記雌ねじ部が、多条ねじにより構成されている、請求項１または２に記載のナット。
4. 前記スリットの互いに対向する１対の内側面の径方向内端部に、径方向内方に向かうほど互いに離れる方向に向かう１対の逃げ部を有する、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載のナット。
5. 前記筒状部のうち、前記スリットを挟んで互いに整合する両側部分に、該スリットの伸長方向に対して直交する方向に伸長する１対の締付孔を有する、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載のナット。
6. 前記１対の締付孔が、前記筒状部のうち、前記スリットの伸長方向に関する中央位置を挟む両側部分に形成されている、請求項５に記載のナット。
7. 内周面に、らせん状のねじ溝を備えた雌ねじ部を有する筒状部と、前記筒状部の円周方向１箇所で、前記筒状部の外周面と内周面とに開口するスリットと、前記筒状部のうち、前記スリットを挟んで互いに整合する両側部分に、該スリットの伸長方向に対して直交する方向に伸長する１対の締付孔と、を備えるナットと、
   外周面に、前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を有するロッドと、
   前記１対の締付孔に挿通または螺合され、前記スリットの間隔を拡縮するためのボルトと、
   を備え、
   前記ナットが、請求項５または６に記載のナットにより構成されている、
   送りねじ機構。
8. 前記ボルトの頭部の座面が、凸曲面により構成されている、請求項７に記載の送りねじ機構。
9. 出力軸を有する電動モータと、
   後端部にステアリングホイールが支持されるステアリングシャフトと、
   内径側に、前記ステアリングシャフトが回転可能に支持されたステアリングコラムと、
   内周面に、らせん状のねじ溝を備えた雌ねじ部を有する筒状部と、前記筒状部の円周方向１箇所で、前記筒状部の外周面と内周面とに開口するスリットと、前記筒状部のうち、前記スリットを挟んで互いに整合する両側部分に、該スリットの伸長方向に対して直交する方向に伸長する１対の締付孔と、を備えるナットと、
   外周面に、前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を有するロッドと、
   前記１対の締付孔に挿通または螺合され、前記スリットの間隔を拡縮するためのボルトと、
   を備える、送りねじ機構と、
   を備え、
   前記送りねじ機構は、請求項７または８に記載の送りねじ機構により構成されており、
   前記ナットまたは前記ロッドが、前記出力軸により回転駆動可能に支持されており、
   前記ナットと前記ロッドとのうちの一方である変位部材が、前記ステアリングホイールの位置を調節する際に、前記ステアリングホイールとともに、該ステアリングホイールの調節方向に変位する部分に支持されており、かつ、前記ナットと前記ロッドのうちの他方である固定部材が、前記ステアリングホイールの位置を調節する際に、該ステアリングホイールの調節方向に変位しない部分に支持されている、
   ステアリングホイールの電動位置調節装置。

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