JPH08295247A - ステアリング機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品点数が少なく、小型軽量で低コストであ
り、しかも回路配索が簡素化できるステアリング機構を
提供する。 【構成】 ステアリングに連結されたステアリング連結
軸２がシャフト８に連結された自動車のステアリング機
構において、シャフト８を回動自在に中央部に挿通さ
せ、それぞれタップ付回転軸７Ａ、７Ｂを有する複数の
モータ６Ａ、６Ｂを配設した駆動ユニット４と、ステア
リング連結軸２を回動自在に中央部に挿通させ、かつそ
れぞれタップ付ボール１４Ａ、１４Ｂを擁するフローテ
ィングナット１１Ａ、１１Ｂを、モータ６Ａと６Ｂにそ
れぞれ対峙させて設け、さらにタップ付回転軸７Ａ、７
Ｂをタップ付ボール１４Ａ、１４Ｂに螺合させた第１フ
レーム１０Ａ、１０Ｂを擁するコラムスイッチアセンブ
リ３を備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のステアリング
機構、とりわけ自動車用のチルト作動やテレスコピック
作動が可能のステアリング機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の運転性ならびに操作性を向上さ
せるために、ステアリングの角度あるいはステアリング
位置を運転者に合わせて変更可能なステアリング機構が
広く採用されている。即ち、ステアリングの角度を上下
に変更するのがチルト作動であり、またステアリング位
置を前後に変更するのがテレスコピック作動である。

【０００３】このような従来の自動車用ステアリング機
構の分解斜視図を、図６に示す。このステアリング機構
１００は運転席前方に位置し、コンビネーションスイッ
チアセンブリー１０１、チルトアセンブリー１０２、テ
レスコピックモータ１０６を含むステアリング本体１０
８などから成る。コンビネーションスイッチアセンブリ
ー１０１はワイパコントロールスイッチ１０３やライト
コントロールスイッチ１０４を、それぞれレバースイッ
チによって構成し、またチルトアセンブリー１０２には
チルトモータ１０５が組み込まれている。

【０００４】さらにチルトモータ１０５およびテレスコ
ピックモータ１０６には、それぞれギアやカム等の機構
部品が組み込まれており、前記の各電機部分は、ステア
リング本体１０８に設けられたコントロールスイッチ１
０７と接続ワイヤハーネスによって配索されている。そ
して、前記各アセンブリー等は、自動車製造ラインにお
いてそれぞれの別個に取付けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のス
テアリング機構では、電機部分を含むアセンブリ部品が
それぞれ分散配置された構成であるため、部品点数が増
加するのみならず、寸法的にも重量的にも不利であっ
た。しかも組付け作業は、インスツルメントパネル下部
での作業が大部分のため、アセンブリ部品の組付けが困
難であり、作業性にすぐれなかった。加えて、ＤＣモー
タや操作スイッチをはじめ各アセンブリが分散配置とな
っているため、回路配索が複雑になるという問題点があ
った。

【０００６】本発明は、従来技術の有するこのような課
題や欠点を解決するためなされたもので、その目的は部
品点数が少なく、小型軽量で低コストであり、しかも回
路配索が簡素化できるステアリング機構を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明に係るステアリング機構は、車輪の角度を制御す
るシャフトに、ジョイントを介してステアリング連結軸
が連結され、該ステアリング連結軸２先端にステアリン
グが、軸方向に摺動可能でかつ該ステアリングの回動が
前記ステアリング連結軸に伝達可能に連結された自動車
のステアリング機構において、前記シャフトを回動自在
に中央部に挿通させ、それぞれタップ付回転軸を有する
複数のモータを配設した駆動ユニットと、前記ステアリ
ング連結軸を回動自在に中央部に挿通させ、かつそれぞ
れタップ付ボールを擁するフローティングナットを、前
記モータにそれぞれ対峙させて設け、さらに前記タップ
付回転軸を前記タップ付ボールに螺合させた第１フレー
ムを擁するコラムスイッチアセンブリを備えて構成した
ことを特徴とする。

【０００８】あるいは、前記シャフトが通過可能なＵ字
状開口を有する基板上に前記複数のモータを配設した駆
動ユニットを備えて構成したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明に係るステアリング機構は、複数のモー
タを備えた駆動ユニットおよび、それぞれのモータのタ
ップ付回転軸に螺合されたフローティングナットを備え
た複数の第１フレームを擁する。そして、多重ノード下
の作動に応じて、駆動ユニットの複数のモータがすべて
同方向、あるいはすべて反対方向に回転し、それぞれの
タップ付回転軸をすべて同方向、あるいはすべて反対方
向に回転させると、これに対応してそれぞれの第１フレ
ームはすべて前方向、あるいはすべて後方向に移動し、
この結果ステアリングが前方向、あるいは後方向に移動
する。これによってテレスコピック作動が実現される。
あるいは、多重ノード下の作動に応じて、駆動ユニット
の複数のモータのうち一部が同方向、他の一部が反対方
向に回転し、一部のタップ付回転軸を同方向、他の一部
を反対方向に回転させるから、これに対応して一部の第
１フレームが前方向、他の一部が後方向に移動し、この
結果ステアリングが上方向、あるいは下方向に曲げられ
る。これによってチルト作動が実現される。前記のよう
に、本発明に係る構成によって、チルト作動およびテレ
スコピック作動が一挙に実現される。すなわち、部品点
数が少なく、小型軽量であり、しかも回路配索が簡素と
なって、組付け作業性が改善され、低コストのステアリ
ング機構が実現される。

【００１０】また、シャフトが通過可能なＵ字状開口を
有する基板上に、それぞれタップ付回転軸を備える複数
のモータが配設された構成によって、ステアリング機構
の組付け作業性がさらに改善される。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。先ず、この発明の構成を説明する。図１は
本発明に係るステアリング機構の一実施例の構成の部分
断面図である。同図に示されるように、本発明に係るス
テアリング機構１は、ステアリングに連結されたステア
リング連結軸２が、車輪の角度を制御するヨーク（図示
しない）に連結されたシャフト８に、ジョイント８Ａを
介して連結された自動車のステアリング機構であって、
シャフト８を回動自在に中央部に挿通させ、それぞれタ
ップ付回転軸７Ａ、７Ｂを有する２基の第１モータ６
Ａ、第２モータ６Ｂを、シャフト８を挟んで上下に一列
に配設した駆動ユニット４と、ステアリング連結軸２を
回動自在に中央部に挿通させ、かつそれぞれタップ付ボ
ール１４Ａ、１４Ｂを擁する２基のフローティングナッ
ト１１Ａ、１１Ｂを、第１モータ６Ａと第２モータ６Ｂ
にそれぞれ対峙させて設け、さらにタップ付回転軸７
Ａ、７Ｂをタップ付ボール１４Ａ、１４Ｂに螺合させた
第１フレーム１０Ａ、１０Ｂを擁するコラムスイッチア
センブリ３を備えて構成する。

【００１２】ここで、ジョイント８Ａの先端にはシャフ
ト８が連結され、ジョイント８Ａの後端には、中空状で
軸方向に長孔２Ｂが穿たれたシース２Ａが連結されてい
る。シース２Ａの中空部には、ステアリング連結軸２が
摺動自在に嵌挿され、またステアリング連結軸２の外周
から半径方向に突出して設けられた連結部２Ｃが、長孔
２Ｂ内を移動自在に嵌挿されている。さらに、連結部２
Ｃの先端には、シース２Ａ外周に沿って摺動可能なコラ
ムスイッチ３Ａが連結されている。さらにコラムスイッ
チ３Ａは、図示しないバネによって常に車体先端方向
（図中、左方向）に付勢されている。ここでコラムスイ
ッチ３Ａの端部は、第１フレーム１０Ａ、１０Ｂに当接
している。あるいはコラムスイッチ３Ａの端部は第１フ
レーム１０Ａ、１０Ｂにビス等で連結されていてもよ
い。したがって、コラムスイッチアセンブリ３は、コラ
ムスイッチ３Ａと、第１フレーム１０Ａ、１０Ｂから成
っている。

【００１３】前記の構成において、第１フレーム１０
Ａ、１０Ｂが移動すると、コラムスイッチ３Ａがシース
２Ａ外周に沿って前後に移動し、これにより連結部２Ｃ
を介してステアリング連結軸２がシース２Ａ内周に沿っ
て前後に摺動移動する。この構成により、ステアリング
のテレスコピック作動が可能になる。ジョイント８Ａに
は、例えばスプリングジョイントのような既存の所謂ユ
ニバーサルジョイントが使用できる。このような既存の
ユニバーサルジョイントは、シャフト８とステアリング
連結軸２を自在の角度を維持したままで、しかもステア
リング連結軸２の回動がシース２Ａを介してシャフト８
に伝達される構成となっている。したがって、ステアリ
ングがチルト回動される際には、ジョイント８Ａの略中
点部分がチルト回転支点となる。

【００１４】シャフト８は、車体シャーシに取付けられ
た固定フランジ９に、回動自在に把持されている。これ
により、シャフト８の張る角度と位置は、車体シャーシ
に対して常に一定となる。駆動ユニット４は、円盤状で
中央部にシャフト８を挿通させる円形孔が設けられた多
重ノード基板上に、第１モータ６Ａと第２モータ６Ｂ
が、シャフト８を挟んで上下に一列に配設されている。
多重ノード基板は、ステアリングのチルト作動あるいは
テレスコピック作動を実行するため第１モータ６Ａと第
２モータ６Ｂに信号を伝達する回路パターン（図示しな
い）を有している。駆動ユニット４は、車体シャーシに
直接または間接的に固定されている。

【００１５】第１モータ６Ａと第２モータ６Ｂは、例え
ばＤＣブラシレスモータで構成され、それぞれのモータ
のタップ付回転軸７Ａ、タップ付回転軸７Ｂがステアリ
ングの方向に突出して設けられている。タップ付回転軸
７Ａ、タップ付回転軸７Ｂのタップはネジであり、後述
するフローティングナット１１Ａ、１１Ｂのタップ付ボ
ール１４Ａ、１４Ｂのタップに螺合する。

【００１６】第１フレーム１０Ａと１０Ｂは、第１モー
タ６Ａと第２モータ６Ｂに対峙する位置に配置される。
第１フレーム１０Ａには、固定板１２Ａと１２Ｂが固着
され、これら固定板１２Ａと１２Ｂはフローティングナ
ット１１Ａを把持している。フローティングナット１１
Ａは略円環状のマガジン１３Ａの内壁側に設けられた球
面状の摺接凹面に、タップ付ボール１４Ａが摺動自在に
はめ込まれたもので、タップ付ボール１４Ａは外壁が球
面状の摺接凸面を形成し、中央部にタップが穿たれてい
る。したがって、タップは任意の立体角をとることがで
きる。このタップ付ボール１４Ａのタップに、前記の第
１モータ６Ａのタップ付回転軸７Ａが螺合される。

【００１７】さらに、マガジン１３Ａの外壁には、切り
込み状の嵌合部１５Ａ、１５Ｂが図中で上下方向に設け
られ、嵌合部１５Ａには固定板１２Ａが、また嵌合部１
５Ｂには固定板１２Ｂが、それぞれ摺動自在にはめ込ま
れる。ここで、嵌合部１５Ａ、１５Ｂはマガジン１３Ａ
の中心方向に長めに切り込まれているので、例えば嵌合
部１５Ａの底と固定板１２Ａの先端との間には空隙が形
成される構成となっている。嵌合部１５Ｂと固定板１２
Ｂについても、同様に空隙が形成される。この結果、フ
ローティングナット１１Ａは固定板１２Ａと１２Ｂに把
持された状態を維持したままで、図中で上下に若干の移
動が可能になっている。

【００１８】したがって、前記の構成により、例えば第
１モータ６Ａのタップ付回転軸７Ａの角度が変わって
も、タップ付ボール１４Ａはこれに追随して摺動し、ま
たタップ付ボール１４Ａをはめ込んだフローティングナ
ット１１Ａも、固定板１２Ａと１２Ｂに把持された状態
を維持しつつ、上下に若干移動して追随対応する。同様
に、下方の第１モータ６Ｂのタップ付回転軸７Ｂの角度
が変わっても、タップ付ボール１４Ｂはこれに追随して
摺動し、またタップ付ボール１４Ｂをはめ込んだフロー
ティングナット１１Ｂも、固定板１２Ｃと１２Ｄに把持
された状態を維持しつつ、上下に若干移動して追随対応
する。前記で明らかなように、本発明の構成によれば、
コラムスイッチアセンブリ３の位置と角度に対応して、
ステアリング連結軸２（ならびにステアリング）の位置
と角度が規定されることになる。また、コラムスイッチ
アセンブリ３と駆動ユニット４とは、可動連結部５によ
って移動自在に連結されている。可動連結部５には、例
えば蛇腹が適用される。

【００１９】図２は、本発明に係るステアリング機構の
側面説明図であり、図３は、図１のステアリング機構の
動作説明図である。次に、両図に基づいて動作を説明す
る。図３で、ステアリングおよびステアリング連結軸２
を角度θ２だけ上方にチルトさせる場合、第１モータ６
Ａを例えば正方向に回転させて、タップ付回転軸７Ａを
介してフローティングナット１１Ａのタップ付ボール１
４Ａを所定量だけ手前にたぐり寄せる。同時に、第２モ
ータ６Ｂを反対方向に回転させて、タップ付回転軸７Ｂ
を介してフローティングナット１１Ｂのタップ付ボール
１４Ｂを所定量だけステアリング側に押しやる。この両
モータ６Ａ、６Ｂの動作の結果、コラムスイッチアセン
ブリ３は図３に示すように、ジョイント８Ａの略中点を
軸に角度θ２だけ上方に傾き、この結果ステアリングＨ
２は図２のように角度θ２だけ上方にチルトされる。こ
こでモータの回転数を制御することにより、任意のチル
ト角度が実現できる。

【００２０】このチルト動作にともない、フローティン
グナットの角度およびセンターにずれが生じるが、前記
のようにタップ付ボールの摺動と、嵌合部と固定板間の
空隙を利用したフローティングナットの上下移動によっ
て、補正が自動的になされる。また、ステアリングをＨ
３のように角度θ３だけ下方にチルトさせる場合は、両
モータの回転方向をそれぞれ前記から逆転させるとよ
い。

【００２１】つぎに両モータ６Ａ、６Ｂをいずれも同方
向に回転させると、第１フレーム１０Ａ、１０Ｂは、シ
ース２Ａ外周に沿って駆動ユニット４側に移動するか、
あるいはステアリング側に移動する。この結果、第１フ
レーム１０Ａ、１０Ｂは当接するコラムスイッチ３Ａを
シース２Ａ外周に沿って移動させ、コラムスイッチ３Ａ
は連結部２Ｃによって連結されたステアリング連結軸２
をシース２Ａ内周に沿って移動させて、ステアリングを
軸方向に移動させる。これにより、ステアリングのテレ
スコピック作動がなされる。前記のように、本発明の構
成によれば、多重ノード下で作動する２基のモータおよ
び移動機構を備えた構成だけによって、チルトおよびテ
レスコピック作動を一挙に可能にする。

【００２２】図４は、本発明に係るステアリング機構の
別の実施例の構成の分解斜視図である。同図で、ステア
リング機構１Ａは、シャフト８が通過可能なＵ字状開口
を有する基板２６上に、それぞれタップ付回転軸を備え
る３基の第１〜第３モータ２８、２９、３０が任意の２
等辺３角形の３頂点上にそれぞれ配設され、少なくとも
前記２等辺３角形の底辺両端に位置する２基のモータ２
９、３０を同期して回転させる駆動ユニット２４と、前
記ステアリング連結軸２を回動自在に中央部に挿通さ
せ、かつそれぞれタップ付ボールを擁する３基のフロー
ティングナットが、前記第１〜第３モータ２８、２９、
３０にそれぞれ対峙させて設けられ、さらに前記各タッ
プ付回転軸を前記各タップ付ボールに螺合させたコラム
スイッチアセンブリ２３を備えて構成されている。ここ
で２等辺３角形の３頂点がすべて、シャフト８中心に対
称に、Ｕ字状開口を有する基板２６上に載っていればよ
く、よって基板２６上の２等辺３角形の位置や角度は任
意に設定できる。

【００２３】前記の構成の場合、第１モータ２８をシャ
フト８の上側に配置し、２基のモータ２９、３０をシャ
フト８の下側に配置するとすると、第１モータ２８をあ
る方向に回転させ、２基のモータ２９、３０をこれと反
対方向に回転させることで、チルト作動が実現される。
また、３基のモータをすべて同方向に回転させること
で、テレスコピック作動が実現される。本実施例の構成
では、駆動ユニット２４がＵ字状開口を有するから、シ
ャフト８の駆動ユニット２４への挿通作業が極めて容易
となるという顕著な効果がある。

【００２４】図５に、図４のステアリング機構の制御ブ
ロック図を示す。ステアリング位置を検出するセンサー
を内蔵した多重コントローラ３１は、第１〜第３モータ
２８、２９、３０ならびにコラムスイッチアセンブリ２
３を制御する。したがって、特定の利用者の特定のステ
アリング位置を検出してデータを記憶させておき、次回
の利用時に該記憶データに基づき直ちにステアリング位
置をセットすることができる。ここで、ステアリング位
置を検出するセンサーを省略して、かわりに各モータの
回転情報をデータとして記憶させる構成も可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係るステア
リング機構は、多重ノード下で作動する複数のモータお
よび移動機構を備えるから、これら構成のみによって、
チルトおよびテレスコピック作動を実現できる。この結
果、部品点数を少なくでき、小型軽量であり、しかも回
路配索が簡素化できて、組付け作業性の改善が可能な低
コストのステアリング機構を実現することができる。ま
た、シャフトが通過可能なＵ字状開口を有する基板上に
複数のモータを配設した構成によって、ステアリング機
構の組付け作業性をさらに改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るステアリング機構の一実施例の構
成の部分断面図である。

【図２】本発明に係るステアリング機構の側面説明図で
ある。

【図３】図１のステアリング機構の動作説明図である。

【図４】本発明に係るステアリング機構の別の実施例の
構成の分解斜視図である。

【図５】図４のステアリング機構の制御ブロック図であ
る。

【図６】従来のステアリング機構の分解斜視図である。

【符号の説明】

１ ステアリング機構 ２ ステアリング連結軸 ２Ａ シース ２Ｂ 長孔 ２Ｃ 連結部 ３ コラムスイッチアセンブリ ３Ａ コラムスイッチ ４ 駆動ユニット ５ 可動連結部 ６Ａ 第１モータ ６Ｂ 第２モータ ７Ａ タップ付き回転軸 ７Ｂ タップ付き回転軸 ８ シャフト ８Ａ ジョイント ９ 固定フランジ １０Ａ 第１フレーム １０Ｂ 第１フレーム １１Ａ フローティングナット １１Ｂ フローティングナット １２Ａ 固定板 １２Ｂ 固定板 １２Ｃ 固定板 １２Ｄ 固定板 １３Ａ マガジン １３Ｂ マガジン １４Ａ タップ付きボール １４Ｂ タップ付きボール １５Ａ 嵌合部 １５Ｂ 嵌合部 １５Ｃ 嵌合部 １５Ｄ 嵌合部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪の角度を制御するシャフトに、ジョ
   イントを介してステアリング連結軸が連結され、該ステ
   アリング連結軸先端にステアリングが、軸方向に摺動可
   能でかつ該ステアリングの回動が前記ステアリング連結
   軸に伝達可能に連結された自動車のステアリング機構に
   おいて、 前記シャフトを回動自在に中央部に挿通させ、それぞれ
   タップ付回転軸を有する複数のモータを配設した駆動ユ
   ニットと、前記ステアリング連結軸を回動自在に中央部
   に挿通させ、かつそれぞれタップ付ボールを擁するフロ
   ーティングナットを、前記モータにそれぞれ対峙させて
   設け、さらに前記タップ付回転軸を前記タップ付ボール
   に螺合させた第１フレームを擁するコラムスイッチアセ
   ンブリを備えて構成したことを特徴とするステアリング
   機構。
2. 【請求項２】 前記シャフトが通過可能なＵ字状開口を
   有する基板上に前記複数のモータを配設した駆動ユニッ
   トを備えて構成したことを特徴とする請求項１記載のス
   テアリング機構。