JPH1143053A - テレスコピックステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は超音波モータを駆動源としてテレスコ
ピック動作を行なうテレスコピックステアリング装置に
関し、駆動トルクＴ_D が起動トルクＴ_S より大きくかつ
最大トルクＴ_MAX より小さい場合であっても確実なテレ
スコピック動作を行なうことを課題とする。 【解決手段】テレスコピックチューブ２をアッパメイン
シャフト２５と共に、ロアチューブ３及びロアメイシン
シャフト２７に対して軸方向に移動させる移動機構２３
を有するテレスコピックステアリング装置において、移
動機構２３を超音波モータよりなるテレスコモータ６
と、テレスコピックチューブ２に配設されたテレスコス
ライダー１７と、テレスコモータ６の回転力をテレスコ
スライダー１７と螺合したテレスコスクリュー９に伝達
するケーブル８とにより構成し、かつ、ケープル８がテ
レスコモータ６の起動トルクより低いトルクの印加によ
り捩れを発生するよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はテレスコピックステ
アリング装置に係り、特に超音波モータを駆動源として
テレスコピック動作を行なうテレスコピックステアリン
グ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ステアリングシャフトを二重
構造とし、相対的に軸方向に移動可能な構成とすること
により、運転者の体格，好みに併せてステアリングホイ
ールの位置（軸方向の長さ）を調整するテレスコピック
ステアリング装置が知られている。

【０００３】一般にテレスコピックステアリング装置
は、固定ブラケットに保持させた固定シャフトに対し
て、可動ブラケットに保持させた可動シャフトを前後方
向にスライド可能な構成とされいてる。そして、移動機
構により可動ブラケットを軸方向に移動させることによ
り可動シャフトをスライドさせ、これにより可動シャフ
トに取り付けたステアリングホイールを運転者に対し前
後方向に移動させる構成とされていた。

【０００４】ところで、従来では移動機構に設けられる
駆動源として小型ＤＣモータが一般に用いられていた。
しかるに、小型ＤＣモータは回転数が比較的高く、かつ
発生トルクが低いという特性を有しているため、ＤＣモ
ータによりダイレクトに重量の大なる可動ポスト及び可
動シャフトをスライド動作するのは不可能である。そこ
で、ＤＣモータに減速機構を取り付けることにより回転
数を減速すると共にトルクの向上を図り、これにより可
動ブラケット及び可動シャフトをスライド動作する構成
としていた。ところが、減速機構を設けると移動機構の
構造が複雑化してしまい、テレスコピックステアリング
装置の大型化，コストの上昇，及び騒音の発生という問
題点が生じてしまう。

【０００５】そこで、例えば実開平４−８６５７７号に
示されるように、移動機構に設けるモータとしてダイレ
クトドライブモータを用いたテレスコピックステアリン
グ装置が提案されている。上記出願に係るテレスコピッ
クステアリング装置は、ダイレクトドライブモータとし
て超音波モータを用いており、これにより減速機構を用
いることなく低回転，高トルクを実現し、更に騒音の低
減を図った構成としている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、超音波モー
タを用いたテレスコピックステアリング装置では、超音
波モータにより駆動される駆動要素の駆動トルクの大き
さによっては、速やかな起動が行なえないおそれがある
という問題点がある。以下、これについて説明する。

【０００７】いま、超音波モータの回転数とモータトル
クとの関係を考えると、一般に超音波モータは出力軸が
回転している時（即ち、モータ駆動時）においては、回
転数が低くなるほどモータトルクが増大する特性を有し
ており、回転数が零近傍において最大トルク（Ｔ_MAX ）
を出力する。一方、停止している超音波モータを起動す
る時のトルク（以下、これを起動トルクＴ_S という）
は、前記した最大トルクＴ_MAX に対して低い値となって
いる。

【０００８】従って、テレスコピックステアリング装置
の駆動源として超音波モータを用いた場合、例えば駆動
要素の駆動トルクＴ_D が起動トルクＴ_S より大きく、か
つ最大トルクＴ_MAX より小さい場合には（Ｔ_S ＜Ｔ_D ＜
Ｔ_MAX ）には、駆動トルクＴ _D が超音波モータの最大ト
ルクＴ_MAX より小さいにも拘わらず、テレスコピックス
テアリング装置を構成する駆動要素が動作せず、テレス
コピック動作が適正に行なわれないという問題点があっ
た。

【０００９】また、これを回避するためには起動トルク
Ｔ_S が駆動要素の駆動トルクＴ_D より大きな超音波モー
タを用いればよいが、この場合には超音波モータのコス
トが上昇してしまうと共に、モータ形状が大型化してし
まうという新たな問題点が発生してしまう。本発明は上
記の点に鑑みてなされたものであり、超音波モータの出
力軸に接続されるケープルが可撓性を有する構成とする
ことにより、駆動トルクＴ_D が起動トルクＴ_S より大き
くかつ最大トルクＴ_MAX より小さい場合であっても確実
なテレスコピック動作を行いうるテレスコピックステア
リング装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、車体側に固定された固定ブラケットと、
この固定ブラケットに回転可能に支持された固定シャフ
トと、前記固定ブラケットに軸方向に摺動可能に連結さ
れた可動ブラケットと、前記固定シャフトに軸方向に移
動可能且つ一体回転可能に連結され前記可動ブラケット
に回転可能に支持された可動シャフトと、前記可動ブラ
ケットを前記可動シャフトと共に、前記固定ブラケット
及び固定シャフトに対して軸方向に移動させる移動機構
とを有するテレスコピックステアリング装置において、
前記移動機構を、前記固定ブラケットまたは可動ブラケ
ットの何れか一方に固定された超音波モータと、前記固
定ブラケットまたは可動ブラケットの何れか他方に配設
されたスライダー部材と、一端部に形成された係合部が
前記超音波モータの出力軸に係合されると共に、他端部
が前記スライダー部材に螺合したスクリューと接続され
ており、前記超音波モータの回転力を前記スクリューに
伝達するケーブルとにより構成し、かつ、前記ケープル
が前記超音波モータの起動トルクより低いトルクの印加
により捩れを発生するよう構成としたことを特徴とする
ものである。

【００１１】上記の技術的手段は、次のように作用す
る。移動機構を構成する超音波モータは、可動ブラケッ
トを固定ブラケットに対して軸方向に移動させる駆動源
となる。この超音波モータは、固定ブラケットまたは可
動ブラケットの何れか一方に固定されている。また、ス
ライダー部材はスクリューと螺合しており、このスクリ
ューが回転することによりスライダー部材は固定ブラケ
ットに対して移動する。従って、このスライダー部材
は、固定ブラケットまたは可動ブラケットの内、超音波
モータが固定されてない側に固定されている。

【００１２】また、前記の超音波モータとスクリューは
ケーブルにより接続されている。具体的には、ケーブル
の一端部に形成された係合部は超音波モータの出力軸に
係合され、他端部はスクリューに接続されている。よっ
て、超音波モータの回転力は、このケーブルを介してス
クリューに伝達され、これによりスライダー部材は固定
ブラケットに対して移動する。

【００１３】更に、ケープルは超音波モータの起動トル
クより低いトルクの印加により捩れを発生するよう構成
されている。これにより、超音波モータの起動直後にお
いては、ケーブルが捩じれることにより超音波モータの
出力軸は回転しても、スクリューは回転しない状態を発
生させることができる。但し、この出力軸の回転は、ケ
ーブルが捩じれることにより発生するものであるため、
微小な回転である。

【００１４】ここで、前記した超音波モータの特性につ
いて再び考察する。超音波モータは出力軸が回転してい
る時においては、回転数が低くなるほどモータトルクが
増大する特性を有しており、回転数が零近傍において最
大トルクＴ_MAX を出力する。一方、停止している超音波
モータを起動する時に発生する起動トルクＴ_S は、最大
トルクＴ_MAX に対して低い値となっている。

【００１５】従って、従来のようにケーブルの捩れ剛性
が高い場合には超音波モータの出力軸の回転とスクリュ
ーの回転とは等しくなるため、例えばスクリューを回転
するのに要する駆動トルクＴ_D が起動トルクＴ_S より大
きく、かつ最大トルクＴ_MAXより小さい場合には（Ｔ_S
＜Ｔ_D ＜Ｔ_MAX ）には、駆動トルクＴ_D が最大トルクＴ
_MAX より小さいにも拘わらず、超音波モータが回転せず
テレスコピック動作が適正に行なわれない状態が発生す
る。

【００１６】しかるに本発明の構成では、ケープルは超
音波モータの起動トルクＴ_S より低いトルクの印加によ
り捩れる構成であるため、スクリューを回転するのに要
する駆動トルクＴ_D が起動トルクＴ_S より大きくても、
ケープルが捩じれることにより超音波モータは回転す
る。この際発生する超音波モータの回転は、あくまでケ
ープルが捩じれることにより発生するものであるため、
その回転数は微小である。一方、前記したように、超音
波モータはいったん回転を開始すれば、回転数が低いほ
どモータトルクが増大する特性を有している。

【００１７】よって、超音波モータは、起動時にケープ
ルが捩じれ微小回転することにより、最大トルクＴ_MAX
に近いトルクを発生する。これにより、起動トルクＴ_S
が駆動トルクＴ_D より小さくても、超音波モータは起動
直後において略最大トルクＴ _MAX を発生する状態とな
り、駆動トルクＴ_D が起動トルクＴ_S より大きくかつ最
大トルクＴ_MAX より小さい場合であっても確実なテレス
コピック動作を行なうことを可能とすることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図１及び図２は本発明の一実施
例であるテレスコピックステアリング装置の全体構成を
示している。図１はテレスコピックステアリング装置の
正面図であり、また図２はテレスコピックステアリング
装置の平面図である。

【００１９】各図に示されるように、本実施例に係るテ
レスコピックステアリング装置は、大略すると固定ブラ
ケットとなるステアリングコラム１とロアチューブ３、
固定シャフトとなるロアメインシャフト２７、可動ブラ
ケットとなるテレスコピックチューブ２とアッパーチュ
ーブ４、可動シャフトとなるアッパメインシャフト２
５、及び移動機構２３等により構成されている。

【００２０】ステアリングコラム１は筒状のロアチュー
ブ３を有しており、このロアチューブ３にはロアメイン
シャフト３を配設されている。このロアメインシャフト
２７は、ロアチューブ３内において回転自在に軸承され
た構成とされている。このロアチューブ３はブラケット
２８を介して車体に固定されており、よってロアメイン
シャフト２７も車体に対し固定された構成とされてい
る。更に、ロアメインシャフト２７の図中Ｘ１方向の端
部は、タイヤを操舵するためのステアリングギヤボック
ス（図示せず）に接続されている。

【００２１】一方、ロアチューブ３には、ブッシュ２１
（図６に示される）を介して筒状のテレスコピックチュ
ーブ２がロアチューブ３に対し軸方向（図中、矢印Ｘ
１，Ｘ２方向）に摺動可能に保持されている。このテレ
スコピックチューブ２には、後に詳述する移動機構２３
を構成するテレスコステイダー１７が配設されると共に
アッパーチューブ４が取り付けられている。

【００２２】アッパーチューブ４は図中Ｘ１方向側の端
部に二股状のアーム部３２が形成されており、この一対
のアーム部３２は共に支軸３３によりテレスコピックチ
ューブ２に回動可能に軸承されている。また、アッパー
チューブ４にはチルトモータ５が配設されており（図１
に示される）、このチルトモータ５の駆動軸３４にはス
クリューが形成されている。

【００２３】更に、テレスコピックチューブ２の駆動軸
３４と対向する位置にはラック３５が回動可能に配設さ
れており、このラック３５はスクリュー形状を有した駆
動軸３４と螺合している。従って、チルトモータ５が駆
動すると、チルトモータ５の配設位置におけるテレスコ
ピックチューブ２とアッパーチューブ４との離間距離は
伸縮し、これによりテレスコピックチューブ２に対して
アッパーチューブ４は支軸３３を中心として図１中矢印
Ｄ１，Ｄ２で示す方向に回動する。これにより、ステア
リングをチルト動作することが可能となる。

【００２４】また、アッパーチューブ４には筒状のチル
トブラケット２６が設けられており、このチルトブラケ
ット２６内にはアッパメインシャフト２５が回転可能に
軸承されている。ステアリングは、このアッパメインシ
ャフト２５の図中Ｘ２方向の端部に取り付けられる。更
に、アッパメインシャフト２５は、図示しないジョイン
ト及びミドルシャフトを介してロアメインシャフト２７
と接続されており、よってステアリングを操作すること
によりアッパメインシャフト２５を回転すると、この回
転力はジョイント及びミドルシャフトを介してロアメイ
ンシャフト２７に伝達される。よって、ステアリングを
回転操作することにより、ロアメインシャフト２７も回
転する構成となる。

【００２５】また、アッパメインシャフト２５とロアメ
インシャフト２７との間に配設されるジョイントは、前
記のようにチルトモータ５が駆動し、テレスコピックチ
ューブ２に対しアッパチューブ４が矢印Ａ１，Ａ２方向
に揺動動作しても、アッパメインシャフト２５とロアメ
インシャフト２７との間の回転力伝達を維持する機能を
奏する。

【００２６】また、アッパメインシャフト２５とロアメ
インシャフト２７との間に配設されるミドルシャフト
は、例えばスプライン嵌合によりアッパメインシャフト
２５とロアメインシャフト２７とを接続した構成とされ
ている。従って、前記のように車体に固定されたロアチ
ューブ３Ｉ対し、テレスコピックチューブ２，アッパー
チューブ４，及びチルトブラケット２６が図中矢印Ｘ
１，Ｘ２方向に移動すると、これに伴いミドルシャフト
は伸縮し、これによりロアチューブ３Ｉ対しテレスコピ
ックチューブ２等が移動しても、アッパメインシャフト
２５はロアメインシャフト２７に軸方向に移動可能に、
かつ一体的に連結された状態を維持する構成とされてい
る。

【００２７】続いて、移動機構２３について、前記の図
１及び図２に加え、図３乃至図８を用いて説明する。移
動機構２３は、可動ブラケットとなるテレスコピックチ
ューブ２，アッパーチューブ４を可動シャフトとなるア
ッパメインシャフト２５と共に、固定ブラケットとなる
ステアリングコラム１，ロアチューブ３及び固定シャフ
トとなるロアメインシャフト２７に対し、軸方向（矢印
Ｘ１，Ｘ２方向）に移動させる機能を奏するものであ
る。

【００２８】この移動機構２３は、大略するとテレスコ
モータ６，クランプ７，ケーブル８，テレスコスクリュ
ー９，テレスコスライダー１８，ウエッジロック１８，
及び軸承機構３６等により構成されている。テレスコモ
ータ６は、ダイレクトドライブモータである超音波モー
タが用いられている。本実施例では、テレスコモータ６
はロアチューブ３にネジ止め固定されている。この超音
波モータであるテレスコモータ６は、圧電素子よりなり
超音波振動する振動体と、出力軸２９に接続れさた移動
体との間に作用する摩擦力により出力軸が回転する構成
とされている。よって、入力軸２９にスラスト力（図
中、矢印Ｘ１方向の力）が作用すると、振動体と移動体
との間における摩擦状態が変化し、振動体が振動しても
適正に移動体（即ち、出力軸２９）が回転しない場合が
発生するおそれがあることは前述した通りである。

【００２９】しかるに、超音波モータは他の構成のモー
タ（以下、従来モータという）に比べて低回転で高トル
クを発生するため、この超音波モータをテレスコモータ
６として用いることにより、従来モータで必要とされた
減速機構を必要とせず、テレスコピックステアリング装
置全体としての小型化，部品点数の削減を図ることがで
きる。

【００３０】上記構成とされたテレスコモータ６には、
ケーブル８が接続される。このケーブル８は、例えばば
ね鋼等の可撓性を有する金属材により形成されており、
よって捩じり方向に力が印加された際に若干の捩じりを
発生するよう構成とされている。このケーブル８の少な
くとも矢印Ｘ１方向側の端部（以下、この部位を係合部
８ａという）は断面矩形状とされており、また係合部８
ａが係合されるテレスコモータ６の出力軸２９には、係
合部８ａの形状に対応した角孔３０が形成されている。
そして、係合部８ａが角孔３０に挿入され係合すること
により、テレスコモータ６に対しケーブル８が接続され
る構成となっている。尚、本実施例に係るケーブル８
は、成形を容易とするために、その全体が断面矩形状と
されている。

【００３１】上記のように係合部８ａが角孔３０に係合
した状態において、係合部８ａと角孔３０との間には微
小な間隙が形成されるよう構成されており、また角孔３
０の深さは係合部８ａに対して十分に長くなるよう形成
されている。即ち、ケープル８の係合部８ａはテレスコ
モータ６の出力軸２９に対し係合状態を維持しつつ、出
力軸２９の軸方向（矢印Ｘ１，Ｘ２方向）に移動可能な
構成とされている。

【００３２】よって、テレスコピックステアリング装置
を構成する各構成要素の組み立て誤差及び温度変化に伴
う熱膨張等に起因し、ケーブル８がテレスコモータ６の
出力軸２９に向けて移動しても（即ち、Ｘ１方向に移動
しても）、ケープル８の係合部８ａは出力軸２９内にお
いてＸ１，Ｘ２方向し、これにより前記の組み立て誤差
及び温度変化に伴いケーブル８の移動は吸収される。

【００３３】従って、テレスコモータ６にスラスト力が
発生することはなく、テレスコモータ６は常に安定した
回転を行なうことが可能となる。これにより、テレスコ
モータ６としてダイレクトモータである超音波モータを
用いても、常に安定したテレスコピック動作を実現させ
ることが可能となる。また、前記したケープル８の図中
矢印Ｘ２方向側の端部８ｂには、テレスコスクリュー９
が配設される。このテレスコスクリュー９にも角孔３１
（図３及び図４に現れる）が形成されており、この端部
８ｂは角孔３１内において軸方向に変位可能な構成とさ
れている。よって、この端部８ｂと角孔３１との係合位
置においても、上記したスラスト力を吸収させることが
可能である。

【００３４】テレスコスクリュー９は軸承機構３６（後
に詳述する）によりクランプ７に軸承されるものであ
り、フランジ部９ａと、クランプ７及び軸承機構３６に
より軸承されると共に端部に前記した角孔３１が形成さ
れた延出軸部９ｂと、矢印Ｘ２方向に向け延出されると
共に螺子が形成されたスクリュー部９ｃと、延出軸部９
ｂの一部に形成され後述するロックナット１６が螺着さ
れるネジ部９ｄを一体的に形成した構成とされている。

【００３５】テレスコスクリュー９を軸承するクランプ
７はロアチューブ３に固定されている。従ってテレスコ
スクリュー９もロアチューブ３に配設された構成となっ
ている。また、テレスコスクリュー９のスクリュー部９
ｃは矢印Ｘ２方向に長く延出しており、具体的にはロア
チューブ３に摺動可能に挿入されているテレスコピック
チューブ２と対向する位置まで延出している。

【００３６】テレスコピックチューブ２にはテレスコス
ライダー１７が固定されており、このテレスコスライダ
ー１７にはナット３７が内設されている（図４に示
す）。そして、このテレスコスクリュー９を構成するス
クリュー部９ｃは、テレスコスライダー１７に内設され
たナット３７と螺合した構成とされている。続いて、テ
レスコスクリュー９をクランプ７に軸承させる軸承機構
３６につてい説明する。

【００３７】軸承機構３６は、第１及び第２のベアリン
グ１０，１５、第１乃至第４のブッシュ１１〜１４、及
びロックナット１６により構成されている。第１及び第
２のベアリング１０，１５は共にスラスト玉軸受けであ
る。また、第１及び第４のブッシュ１１，１４は凹曲面
３８が形成されており、また第２及び第３のブッシュ１
２，１３には凸曲面３９が形成されている。この凹曲面
３８の曲率と凸曲面３９の曲率は略等しくなるよう構成
されている。

【００３８】軸承機構３６を組み立てるには、先ずテレ
スコスクリュー９の延出軸部９ｂに第１のベアリング１
０を挿通装着し、続いて第１のブッシュ１１，第２のブ
ッシュ１２を挿通する。前記のように、テレスコスクリ
ュー９にはフランジ部９ａが形成されており、延出軸部
９ｂに挿通された第１のベアリング１０はフランジ部９
ａに係合するよう構成されている。よって、第１のベア
リング１０及び第１及び第２のブッシュ１１，１２がス
クリュー部９ｃ側に移動することはない。

【００３９】上記のように延出軸部９ｂに第１のベアリ
ング１０，第１及び第２のブッシュ１１，１２が挿通さ
れると、続いて延出軸部９ｂをクランプ７に形成されて
いる支軸部２２に装着する。具体的には、支軸部２２に
は挿通孔４０が形成されており、この挿通孔４０に延出
軸部９ｂを挿通することにより延出軸部９ｂを支軸部２
２に装着する。この際、挿通孔４０の径寸法は延出軸部
９ｂの径寸法より若干大きく形成されており、よって延
出軸部９ｂは挿通孔４０に対し遊嵌状態となっている。

【００４０】続いて、延出軸部９ｂの支軸部２２より矢
印Ｘ１方向に延出した部分に、第３のブッシュ１３，第
４のブッシュ１４，第２のベアリング１５をこの順番で
挿通し、最後にロックナット１６を挿通しテレスコスク
リュー９に形成されているネジ部９ｄに螺合する。これ
により、前記した第１及び第２のベアリング１０，１
５、第１乃至第４のブッシュ１１〜１４は、テレスコス
クリュー９に形成されたフランジ部９ａとロックナット
１６との間に締結された構成となる。

【００４１】しかるに、前記のようにフランジ部９ａと
対向する位置には第１のベアリング１０が配設され、ま
たロックナット１６と対向する位置には第２のベアリン
グ１５が配設され、かつ各ベアリング１０，１５はスラ
スト軸受けであるため、テレスコスクリュー９の回転は
確保されている。ここで、第１乃至第４のブッシュ１１
〜１４の形状に注目し、以下説明する。前記したよう
に、第１及び第４のブッシュ１１，１４は凹曲面３８が
形成されており、また第２及び第３のブッシュ１２，１
３には前記凹曲面３８と略等しい曲率を有した凸曲面３
９が形成されている。更に、テレスコスクリュー９の延
出軸部９ｂは、挿通孔４０に対し遊嵌状態となってい
る。

【００４２】よって、凸曲面３９上で凹曲面３８が変位
することにより、テレスコスクリュー９は支持部２２に
対して図１及び図４に矢印Ｅ１，Ｅ２で示すように揺動
可能な構成となる。即ち、テレスコスクリュー９を軸承
機構３６を用いてクランプ７に軸承させることにより、
テレスコスクリュー９はクランプ７の支持部２２を中心
として揺動変位可能な構成となる。

【００４３】次に、図３及び図６乃至図８を用い、クラ
ンプ７の構造について説明する。図６は図１におけるＡ
−Ａ線に断面図であり、図７は図１におけるＢ−Ｂ線に
断面図であり、更に図８は図７における矢印Ｆ方向から
見た矢視図である。クランプ７は、図６に示されるよう
に、第１のクランプ半体７Ａと、第２のクランプ半体７
Ｂとより構成されている。この第１及び第２のクランプ
半体７Ａ，７Ｂは、ロアチューブ３を挟んで対向配置さ
れ、ボルト４１，４２（図７に現れる）で締結されるこ
とによりロアチューブ３に固定される構成とされてい
る。

【００４４】また、前記のようにロアチューブ３の内部
にはテレスコピックチューブ２が摺動可能に挿通されて
いるが、ロアチューブ３内でテレスコピックチューブ２
にガタツキが発生しないよう、ロアチューブ３とテレス
コピックチューブ２との間にはブッシュ２１が配設され
ている。更に、テレスコピックチューブ２が常にロアチ
ューブ３とブッシュ２１を介して摺接した状態を維持さ
せるため、第１のクランプ半体７Ａにはウェッジロック
１８が配設されている。

【００４５】このウェッジロック１８は、クランプ７内
において図６に矢印Ｙ１，Ｙ２で示す方向に移動可能な
構成とされており、ロアチューブ３に形成された開口部
４３及びブッシュ２１を介してテレスコピックチューブ
２と対向する部位に傾斜面４４が形成されている。ま
た、クランプ７にはスプリング１９が内設されており、
このスプリング１９の一端はクランプ７に螺着されたボ
ルト２０に当接すると共に、他端はウェッジロック１８
に当接している。よって、ウェッジロック１８はスプリ
ング１９のバネ力により、常に矢印Ｙ１方向に付勢され
た構成とされている。よって、ウェッジロック１８の傾
斜面４４は常にテレスコピックチューブ２をロアチュー
ブ３に向け押圧付勢するため、テレスコピックチューブ
２の安定した摺動動作を担保することができる。

【００４６】ところで、上記のようにテレスコピックチ
ューブ２を常に安定した状態で摺動動作させるために
は、ウェッジロック１８がテレスコピックチューブ２を
ロアチューブ３に向け押圧する力を安定させる必要があ
る。このためには、スプリング１９がウェッジロック１
８に作用するバネ力を一定化させる必要がある。しかる
に、テレスコピックチューブ２はロアチューブ３に対し
摺動するものであり経時的に摩耗が発生し、またテレス
コピックチューブ２とウェッジロック１８との摺接部分
（ブッシュ２１を含む）においても経時的な摩耗が発生
する。

【００４７】本実施例では、これらの摩耗が発生しても
スプリング１９がウェッジロック１８に作用するバネ力
を一定化できるよう、スプリング１９の一端をボルト２
０に当接させ、このボルト２０の螺進度を調整しうるよ
う構成されている。これにより、摩耗が発生した場合で
も、ボルト２０を用いてウェッジロック１８に作用する
バネ力が所定値となるよう調整することができる。

【００４８】また、スプリング１９が発生するバネ力と
バネ長との関係に注目すると、所定のバネ力を発生させ
ようとした際、バネ長が長い場合にはバネ定数を小さく
することができ、逆にバネ長が短い場合にはバネ定数を
高く設定する必要がある。一方、上記の調整作業におて
いは、スプリング１９のバネ長が短いとボルト２０の少
量の変位でバネ力が大きく変化してしまい調整が行い難
い。これに対し、スプリング１９のバネ長が長いとボル
ト２０の変位によるバネ力の変化量が少ないため調整が
行い易い。更に、単にスプリング１９のバネ長を長くす
ると、クランプ７が大型化してしまうため、この点から
はスプリング１９のバネ長は短い方が望ましい。

【００４９】そこで、本実施例ではウェッジロック１８
の内部にスプリング１９が嵌入する嵌入孔４５を設け、
スプリング１９のバネ長を長く設定しつつ、クランプ７
の小型化を図った。これにより、ボルト２０によるバネ
力の調整を容易に行なうことができると共に、クランプ
７の小型化を図ることができる。ところで、前記したよ
うにクランプ７はテレスコスクリュー９及び軸承機構３
６が取り付けられるものであるため、確実にロアチュー
ブ３に固定する必要がある。

【００５０】このためには、ロアチューブ３及びクラン
プ７を高精度に製造する必要がある。しかるにロアチュ
ーブ３は円筒形状であるため、高い円筒度を有するよう
高精度に製造するのは製造時に実施される溶接による熱
変形の影響等に起因して非常に困難であり、よってロア
チューブ３の表面には必然的に微細な凹凸が発生してし
まう。

【００５１】従って、クランプ７のロアチューブ３と対
向する面（以下、対向面４６という）の全面がロアチュ
ーブ３の表面と当接する構成とすると、凸部が形成され
た部分のみがクランプ７の対向面４６と当接してしまい
（即ち、１点のみで当接することとなり）、他の部分は
浮いた状態となりガタツキや騒音が発生するおそれがあ
る。

【００５２】しかるに本実施例では、図８（図８では、
第１のクランプ半体７Ａのみを示す）に示されるよう
に、クランプ７のロアチューブ３と対向する対向面４６
に溝部４７と当接部４８を形成した構成としている。溝
部４７は当接部４８に対し窪んだ部分であり、その窪み
量は少なくとも前記したロアチューブ３の表面に発生し
た凸部の高さよりも大きく設定されている。この、溝部
４７は、対向面４６の略中央部に形成されている。

【００５３】また、当接部４７は、クランプ７がロアチ
ューブ３に固定された状態において、ロアチューブ３の
表面に当接する部位である。この当接部４７は、溝部４
７を挟むよう離間配設されている。クランプ７を上記構
成とすことにより、クランプ７（クランプ半体７Ａ，７
Ｂ）をロアチューブ３に固定した固定状態では、軸方向
（矢印Ｘ１，Ｘ２方向）に離間した一対の当接部４７の
みがロアチューブ３と当接した状態となる。即ち、クラ
ンプ７（クランプ半体７Ａ，７Ｂ）は矢印Ｘ１，Ｘ２方
向に離間した二つの位置において当接部４７がロアチュ
ーブ３と当接し、中間部分は溝部４７の存在によりロア
チューブ３とと当接しない構成となる。

【００５４】これにより、ロアチューブ３の表面に凹凸
が形成されていても、ロアチューブ３とクランプ７とは
離間した２点（即ち、当接部４７）で必ず当接すること
となり、先に述べた１点でのみ当接する当接状態の発生
を防止することができる。これにより、クランプ７はロ
アチューブ３に安定した状態で固定され、ガタツキや振
動の発生を防止することができる。よって、クランプ７
を上記構成とすることにより、円滑でかつ騒音の発生の
ないテレスコピック動作を実現することができる。

【００５５】続いて、上記構成とされたテレスコピック
ステアリング装置の動作について説明する。テレスコピ
ック動作を開始させるには、先ずテレスコモータ６を起
動する。これにより、テレスコモータ６の出力軸２９は
回転し、この回転力はケーブル８を介してテレスコスク
リュー９に伝達される。すると、テレスコスクリュー９
は回転し、これに伴いスクリュー部９ｃはテレスコスラ
イダー１７のナット３７内で回転する。前記のように、
スクリュー部９ｃはナット３７と螺合しているため、テ
レスコスクリュー９が回転することにより、テレスコピ
ックチューブ２はロアチューブ３に対して図中矢印Ｘ
１，Ｘ２方向に摺動し、これに伴いステアリングホイー
ルが取り付けられたアッパメインシャフト２５も矢印Ｘ
１，Ｘ２方向に移動する。これにより、ステアリングホ
イールは運転者に対し近接する方向或いは離間する方向
に移動し、運転者の体格，好みに対応したステアリング
位置に位置決めすることができる。

【００５６】ところで本実施例では、テレスコモータ６
として、ダイレクトドライブモータである超音波モータ
を用いている。テレスコモータ６として超音波モータを
用いることにより、前記したように減速機構を用いるこ
となく低回転，高トルクを実現でき、よってテレスコピ
ックステアリング装置の小型化，低コスト化，及び低騒
音化を図ることができる。

【００５７】しかるに、テレスコモータ６として超音波
モータを用いた場合、テレスコピックチューブ２等を移
動させるのに要する駆動トルクの大きさによっては、速
やかな起動が行なえない場合が生じる。これについて、
図５を用いて説明する。図５は、超音波モータであるテ
レスコモータ６の回転数とモータトルクとの関係を示し
ている。同図に示されるように、超音波モータは出力軸
２９が回転している時（即ち、モータ駆動時）において
は、回転数が低くなるほどモータトルクが増大する特性
を有しており、回転数が零近傍において最大トルクＴ
_MAX を出力する。一方、停止している超音波モータを起
動する時のトルク（起動トルクＴ_S）は、前記した最大
トルクＴ_MAX に対して低い値となっている。

【００５８】従って、テレスコモータ６として超音波モ
ータを用いた場合、例えばテレスコピックチューブ２等
を移動させるのに要する駆動トルクＴ_D （これは、テレ
スコスクリュー９を回転させるのに要するトルクと等
価）が起動トルクＴ_S より大きく、かつ最大トルクＴ
_MAX より小さい場合には（Ｔ_S ＜Ｔ_D ＜Ｔ_MAX ）には、
駆動トルクＴ_D が最大トルクＴ_MAX より小さいにも拘わ
らず、テレスコピック動作が実施されない場合が発生す
る。

【００５９】これを回避するためには、テレスコモータ
６が起動した直後において、テレスコモータ６の出力軸
２９が若干量でよいから回転するよう構成すればよい。
出力軸２９が若干量でも回転すれば、図５に示す特性よ
りテレスコモータ６は大きなトルクを発生するため、テ
レスコスクリュー９を回転させることが可能となり、テ
レスコピック動作を実施することができる。

【００６０】このため本実施例では、前記のようにケー
プル８をばね鋼等の可撓性を有する金属材により形成
し、捩じり方向に力が印加された際に若干の捩じりを発
生するよう構成した。具体的には、テレスコモータ６
（超音波モータ）の起動トルクＴ _S より低いトルクの印
加により、ケープル８に捩れが発生するよう構成した。
上記構成とすることにより、テレスコモータ６の起動直
後においては、ケーブル８が捩じれることによりテレス
コモータ６の出力軸２９は回転しても、テレスコスクリ
ュー９は回転しない状態を実現することができる。但
し、この出力軸２９の回転は、ケーブル８が捩じれるこ
とにより発生するものであるため、微小な回転である。

【００６１】ここで、図５に示したテレスコモータ６
（超音波モータ）の特性について再び注目する。本実施
例の構成では、ケープル８はテレスコモータ６の起動ト
ルクＴ _S より低いトルクの印加により捩れる構成である
ため、テレスコスクリュー９を回転するのに要する駆動
トルクＴ_D が起動トルクＴ_S より大きくても、ケープル
８が捩じれることによりテレスコモータ６は回転する。

【００６２】この際発生するテレスコモータ６の回転
は、あくまでケープル８が捩じれることにより発生する
ものであるため、その回転数は微小である。一方、前記
したように、テレスコモータ６（超音波モータ）はいっ
たん回転を開始すれば、回転数が低いほどモータトルク
が増大する特性を有している。よって、テレスコモータ
６は、起動時にケープル８が捩じれ微小回転することに
より、最大トルクＴ_MAX に近いトルクを発生する。これ
により、起動トルクＴ _S が駆動トルクＴ_D より小さくて
も、テレスコモータ６は起動直後において略最大トルク
Ｔ_MAX を発生する状態となり、駆動トルクＴ_D が起動ト
ルクＴ_S より大きくかつ最大トルクＴ_MAX より小さい場
合であっても確実なテレスコピック動作を行なうことを
可能とすることができる。

【００６３】ところで、テレスコモータ６が起動する
と、ロアチューブ３に対しテレスコビックチューブ２は
図中矢印Ｘ１，Ｘ２方向への移動を開始するが、ロアチ
ューブ３に対しテレスコビックチューブ２を円滑に摺動
させるためには、テレスコビックチューブ２及びロアチ
ューブ３が高い円筒度を有するよう精度よく製造する必
要がある。

【００６４】しかるに、高い円筒度を有するよう高精度
にテレスコビックチューブ２及びロアチューブ３を製造
することが困難であることは前述した通りである。ま
た、ロアチューブ３に対しテレスコビックチューブ２を
円滑に摺動させるためには、前記したテレスコモータ
６，テレスコスクリュー９，ナット３７等の構成要素を
精度よく取り付ける必要があるが、各構成要素自体にも
必然的に製造誤差が含まれており、また各構成要素を取
り付ける際にも取付誤差が発生する。これらは、テレス
コビックチューブ２が摺動動作する際に、テレスコスク
リュー９とナット３間における“こじり”の発生の原因
となってしまう。

【００６５】しかるに本実施例では、テレスコスクリュ
ー９をクランプ７に設けられた軸承機構３６に揺動可能
に軸承させた構成としている。即ち、図３及び図４を用
いて説明したように、第１及び第４のブッシュ１１，１
４は凹曲面３８が形成されており、また第２及び第３の
ブッシュ１２，１３には凹曲面３８と略等しい曲率を有
した凸曲面３９が形成されている。従って、凸曲面３９
上において凹曲面３８は変位可能な構成となっており、
第２及び第３のブッシュ１２，１３に対し第１及び第４
のブッシュ１１，１４は変位可能な構成とされている。
更に、テレスコスクリュー９の延出軸部９ｂは、挿通孔
４０に対し遊嵌状態となっている。

【００６６】よって、凸曲面３９上で凹曲面３８が変位
することにより、テレスコスクリュー９は支持部２２に
対して図１及び図４に矢印Ｅ１，Ｅ２で示すように揺動
可能な構成となる。即ち、テレスコスクリュー９を軸承
機構３６を用いてクランプ７に軸承させることにより、
テレスコスクリュー９はクランプ７の支持部２２を中心
として揺動変位可能な構成となる。

【００６７】このように、軸承機構３６によりテレスコ
スクリュー９がクランプ７の支持部２２を中心として揺
動変位可能な構成となることにより、製造誤差及び組立
誤差に起因してテレスコビックチューブ２とロアチュー
ブ３との間に軸ずれが発生しても、この軸ずれはテレス
コスクリュー９が揺動変位することにより吸収される。
よって、テレスコスクリュー９とナット３７（テレスコ
スライダー１７）との螺合部位に“こじり”が発生する
ことを防止でき、円滑なテレスコピック動作を実現する
ことができる。

【００６８】また、加工精度の高い工作機械及び組立機
械は不要となりコスト上昇を抑制できると共に、“こじ
り”の発生自体を防止できるため、経時劣化が発生する
こともなくテレスコピックステアリング装置の信頼性を
向上させることができる。

【００６９】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、起動ト
ルクＴ_S が駆動トルクＴ_D より小さくても、超音波モー
タは起動直後において略最大トルクＴ_MAX を発生する状
態となり、駆動トルクＴ_D が起動トルクＴ_S より大きく
かつ最大トルクＴ_MAX より小さい場合であっても確実な
テレスコピック動作を行なうことを可能とすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるテレスコピックステア
リング装置の正面図である。

【図２】本発明の一実施例であるテレスコピックステア
リング装置の平面図である。

【図３】本発明の一実施例であるテレスコピックステア
リング装置に設けられた移動機構の分解斜視図である。

【図４】本発明の一実施例であるテレスコピックステア
リング装置に設けられた移動機構の部分切截図である。

【図５】超音波モータの回転数とモータトルクとの関係
を示す図である。

【図６】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図７】図１におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図８】クランプを図７における矢印Ｆ方向から見た矢
視図である。

【符号の説明】

１ ステアリングコラム ２ テレスコピックチューブ ３ ロアチューブ ４ アッパチューブ ５ チルトモータ ６ テレスコモータ ７ クランプ ７Ａ 第１のクランプ半体 ７Ｂ 第２のクランプ半体 ８ ケーブル ９ テレスコスクリュー ９ａ フランジ部 ９ｂ 延出軸部 ９ｃ スクリュー部 ９ｄ ネジ部 １０ 第１のベアリング １１ 第１のブッシュ １２ 第２のブッシュ １３ 第３のブッシュ １４ 第４のブッシュ １５ 第２のベアリング １７ テレスコスライダー １８ ウェッジロック １９ スプリング ２２ 支持部 ２３ 移動機構 ２５ アッパメインシャフト ２６ チルトブラケット ２７ ロアメインシャフト ２８ ブラケット ３０，３１ 角孔 ３４ 駆動軸 ３８ 凹曲面 ３９ 凸曲面 ４４ 傾斜面 ４６ 対向面 ４７ 溝部 ４８ 当接部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体側に固定された固定ブラケットと、 該固定ブラケットに回転可能に支持された固定シャフト
   と、 前記固定ブラケットに軸方向に摺動可能に連結された可
   動ブラケットと、 前記固定シャフトに軸方向に移動可能且つ一体回転可能
   に連結され前記可動ブラケットに回転可能に支持された
   可動シャフトと、 前記可動ブラケットを前記可動シャフトと共に、前記固
   定ブラケット及び固定シャフトに対して軸方向に移動さ
   せる移動機構とを有するテレスコピックステアリング装
   置において、 前記移動機構を、 前記固定ブラケットまたは可動ブラケットの何れか一方
   に固定された超音波モータと、 前記固定ブラケットまたは可動ブラケットの何れか他方
   に配設されたスライダー部材と、 一端部に形成された係合部が前記超音波モータの出力軸
   に係合されると共に、他端部が前記スライダー部材に螺
   合したスクリューと接続されており、前記超音波モータ
   の回転力を前記スクリューに伝達するケーブルとにより
   構成し、 かつ、前記ケープルが前記超音波モータの起動トルクよ
   り低いトルクの印加により捩れを発生するよう構成とし
   たことを特徴とするテレスコピックステアリング装置。